混凝土保護層的重要作用

1、93混凝土保護層的重要作用混凝土保護層的重要作用與結構耐久性和質量要求與結構耐久性和質量要求鋼筋混凝土保護層是指鋼筋混凝土結構構件中起到保護鋼筋、避免鋼筋直接裹露的那一部分混凝土。簡單的說，就是指結構構件中鋼筋外邊緣至構件表面范圍用于保護鋼筋的混凝土，簡稱保護層。根據(jù)混凝土和鋼筋共同工作機理，混凝土與鋼筋之間存在著足夠的握裹力，亦稱粘結力、粘結錨固力、粘結錨固作用或粘聚力。這種握裹力是由膠結力、摩擦力、咬合力、機械錨固力構成，與鋼筋混凝

2、土結構的性能和承載力有著非常密切的聯(lián)系。保證混凝土和鋼筋共同工作，確保結構受力性能，就是保證混凝土與鋼筋之間的這種握裹力，就需要混凝土保護層必須具有足夠的密實性和足夠的厚度。根據(jù)2010年新修訂的《混凝土結構設計規(guī)范》(GB500102010)（以下簡稱新《設計規(guī)范》）的規(guī)定，保護層的厚度是指構件中最外層的鋼筋外邊緣至構件表面的最小距離。這個厚度是指不包括構件表面的粉刷層在內(nèi)3.13.1混凝土保護層的任務與作用混凝土保護層的任務與作用3

3、.1.1保護層的任務混凝土結構構件中，保護層作為構件的重要的組成部分，長期在外界環(huán)境“三相”（氣相、液相、固相）作用下，經(jīng)受碳化作用的透析，擔負著握裹（粘聚）鋼筋、保護鋼筋在良好的環(huán)境中與混凝土共同工作、共同承受荷載（恒載和活載）、協(xié)同變形；抵抗外界環(huán)境（大氣中）有害介質的侵蝕作用；承受外部損傷，抵抗偶然的突發(fā)性危及結構安全的災害（如地震、火災、潮嘯、冰雪、爆炸、撞擊等）的破壞；保證結構的承載力和受力性能，延長結構的使用壽命，確保結構的

4、安全和耐久性，提高結構抗焚耐燒性能等重任。3.1.2保護層的功能與作用1保證混凝土與鋼筋之間的握裹力，確保結構受力性能和承載力混凝土與鋼筋兩種不同性質的材料共同工作，是保證結構構件承載力和結構性能的基本條件。混凝土是抗壓性能較好的脆性材料，鋼筋是抗拉性能較好的延性材料；這兩種材料各以其抗壓、抗拉性能優(yōu)勢相結合，構成了具有抗壓抗拉抗彎抗剪抗扭等結構性能的各種結構形式的建筑物或構筑物?；炷僚c鋼筋共同工作的保證條件是依靠混凝土與鋼筋之間具有

5、足夠的握裹力。握裹力由粘結力、摩擦力、咬合力和機械錨固力構成。混凝土與鋼筋之間的握裹力與鋼筋混凝土的性能和承載力直接相關。（1）粘結力亦稱膠結力，即化學膠著力。是混凝土與鋼筋接觸界面上的化學吸附力。由水泥漿體在硬化前對鋼筋氧化層的滲透、硬化過程中晶體的生長等產(chǎn)生的。此力一般都很小，一旦界面發(fā)生相對滑移，化學膠著力便會消失，僅在無滑移區(qū)局部起作用。（2）摩擦力即為混凝土收縮后緊緊握裹鋼筋所產(chǎn)生的力。它與接觸面的粗糙程度及側壓力有關，混凝土

6、與鋼筋之間的接觸面越粗糙，擠壓力越大，則摩擦力也越大。但會隨著滑移發(fā)展其作用減小。光面鋼筋壓入的粘結強度比拉拔的粘結強度大，11會形成有一層薄層氧化保護膜FeO可以起到一定的防止鋼筋銹蝕的作用，故而在干燥恒溫的環(huán)境中，鋼筋銹蝕進展的速度不是很快，較為遲緩。但是，一旦高溫、潮濕（相對濕度達到75%以上）時，化學銹蝕進展加快。②另一種是鋼筋在自然狀態(tài)下吸收空氣中的溶有CO2、O2或SO2的水分，形成一種電解質水膜時，會在鋼筋的表層的晶體界面

7、或組成鋼筋的成分之間構成無數(shù)微電池而產(chǎn)生的銹蝕，稱為電化學作用銹蝕。暴露于潮濕的空氣或土壤中的鋼筋表面附著一層電解質水膜，由于表面成分或受力變形不均勻等因素，使局部產(chǎn)生電極電位差，形成許多“微電池”。在電極電位較低的陽極區(qū)，鐵被氧化失去電子呈Fe??離子進入水膜；在陰極區(qū)得到了電子與溶入水中的氧作用形成OH?，兩者結合形成電化學腐蝕，生成的Fe(0H)2在空氣中進一步氧化成Fe(OH)3（鐵銹）。氧化反應式如下：陽極區(qū)反應Fe?Fe??

8、2e陰極區(qū)反應O2＋2H2O＋4e?4OH?兩者結合Fe2OH??Fe(OH)24Fe(OH)22H2OO2?4Fe(OH)3。?((??這種氧化產(chǎn)物生成后體積增大2~4倍（最大可達到5倍），使其周圍混凝土產(chǎn)生拉應力直到引起混凝土的開裂破壞；同時會加劇混凝土的收縮，導致混凝土開裂。鋼筋銹蝕截面有效面積減小、受力性能削弱、承載力下降，而且其銹蝕產(chǎn)物體積膨脹使混凝土保護層開裂甚至剝落，這樣鋼筋失去保護屏障，空氣中的水分、潮氣就會更加容易地加

9、快、加重鋼筋的繼續(xù)銹蝕，鋼筋與保護層問題就形成了惡性循環(huán)，其直接危害就是構件承載力下降、結構失穩(wěn)破壞而引發(fā)出一系列的工程事故，由此可見，混凝土保護層的作用是具有極其重大意義的。（2）保護層的抗碳化與抗?jié)B功能混凝土本身就具有易碳化的性質，混凝土碳化是一個由表及里、由淺入深的漫長過程?；炷恋奶蓟俣仁请S時間的增長、空氣中CO2的濃度的增加及混凝土孔隙的增大而加快，特別是孔隙率，它不但影響混凝土的碳化速度，過大的孔隙率還會使鋼筋表面得不到堿

10、性溶液的嚴密覆蓋而降低其抗銹蝕能力。????混凝土碳化的作用會為鋼筋的銹蝕提供外部條件，即等于是在為鋼筋銹蝕添加催化劑?；炷撂蓟瘷C理?；炷恋奶蓟刺妓峄侵富炷了嗍械乃a(chǎn)物Ca(OH)2與空氣中的CO2在一定濕度條件下發(fā)生化學反應，生成碳酸鈣（CaCO3）和水（H2O）的過程。碳化使混凝土的堿度降低，固又稱混凝土碳化為混凝土“中性化”。碳化過程是由表及里逐步向混凝土內(nèi)部發(fā)展的，碳化深度大致與碳化時間的平方根成正比，可