1.7　鋼筋保護層

鋼筋的保護層就是鋼筋外邊緣與混凝土外表面之間的距離。鋼筋保護層顧名思義就是保護鋼筋，其作用是根據建筑物耐久性要求，在設計年限內防止鋼筋產生危及結構安全的銹蝕；其次是保證鋼筋與混凝土之間有足夠的粘結力，保證鋼筋與其周圍混凝土能共同工作，并使鋼筋充分發揮計算所需的強度。如果沒有鋼筋保護層或鋼筋保護層不足，鋼筋就會受到水分或有害氣體的侵蝕，會生銹剝落，截面減小，使構件承載能力降低；鋼筋生銹后體積增大，使周圍混凝土產生裂縫，裂縫展開后又促使鋼筋進一步銹蝕，形成惡性循環，進一步導致混凝土構件保護層剝落，鋼筋截面減少，承載力降低，削弱構件的耐久性。混凝土保護層過小將導致混凝土對鋼筋握裹不好，使鋼筋錨固能力降低，影響構件受力性能。混凝土保護層過大也會降低構件的有效高度和承載力。對有防火要求的建筑物，為了保證構件在火災發生前的強度和承載力，設計中應要求在構件表面粘貼或涂刷隔熱的防火保護層，以提高構件的耐火極限。

混凝土結構中，鋼筋被包裹在混凝土內，由受力鋼筋外邊緣到混凝土構件表面的最小距離稱為保護層厚度。混凝土保護層的作用為：

（1）保證混凝土與鋼筋共同工作。混凝土與鋼筋共同工作確保結構力性能，是保證結構構件承載能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、抗拉性能優勢相結合，就構成了具有抗壓抗彎抗剪抗扭等結構性能的各種結構形式的建筑物或結構物。混凝土與鋼筋共同工作的保證條件，是依靠混凝土與鋼筋之間有足夠的握裹力。握裹力主要有三種力構成：

1）粘結力（粘著力）。它是混凝土與鋼筋表面的粘結力。

2）摩擦力。當結構處于受力狀態時混凝土與鋼筋表面產生一種摩擦力。

3）機械咬合力。它是由于鋼筋表面凸凹不平與混凝土接觸面產生一種咬合力。由粘著力、摩擦力、咬合力這三種力構成的握裹力，直接關系到鋼筋混凝土結構的性能和承載能力。保證混凝土與鋼筋之間的握裹力，就要求保護層要有一定的厚度。如果保護層厚度過小，則混凝土與鋼筋之間不能發揮握裹力的作用。因此規范規定混凝土保護層厚度的最小尺寸，不應小于受力鋼筋的一個直徑值。

（2）保護鋼筋不銹蝕，確保結構安全和耐久性。

影響鋼筋混凝土結構耐久性，造成其結構破壞的因素很多，如氯離子侵蝕、凍融破壞；混凝土不密實，裂縫；混凝土碳化，堿—集反應，在一定環境條件下都能造成鋼筋銹蝕引起結構破壞。鋼筋銹蝕后，鐵銹體積膨脹，體積一般增加到2～4倍，致使混凝土保護層開裂，潮氣或水分滲入，加快和加重鋼筋繼續銹蝕，使鋼筋銹短，導致建筑物破壞。混凝土保護層對防止鋼筋銹蝕具有保護作用。這種保護作用在無有害物質侵蝕下才能有效。但是，保護層混凝土的碳化，給鋼筋銹蝕提供了外部條件。因此，混凝土碳化對鋼筋銹蝕有很大影響，關系到結構耐久性和安全性。

（3）保護鋼筋不應受高溫（火災）影響。使結構急劇喪失承載力保護層具有一定厚度，可以使建筑物的結構在高溫條件下或遇有火災時，保護鋼筋不因受到高溫影響，使結構急劇喪失承載力而倒塌。因此保護層的厚度與建筑物耐火性有關。混凝土和鋼筋均屬非燃燒體，以砂石為骨料的混凝土一般可耐高溫700℃。鋼筋混凝土結構都不能直接接觸明火火源，應避免高溫輻射，由于施工原因造成保護層過小，一旦建筑物發生火災，會造成對建筑物耐火等級或耐火極限的影響。這些因素在設計時均應考慮，混凝土保護層按建筑物耐火等級要求規定的厚度設計時，遇有火災可保護結構或延緩結構倒塌時間，可為人口疏散和物資轉移提供一定的緩沖時間。如保護層過小，可能會失去這個緩沖時間，造成生命、財產的更大損失。

混凝土保護層的最小厚度取決于構件的耐久性、耐火性和受力鋼筋粘結錨固性能的要求，同時與環境類別有關。混凝土結構的環境類別見表1-10。

縱向受力鋼筋的混凝土保護層的最小厚度應符合表1-11的要求。