浅谈影响混凝土中钢筋锈蚀的几个原因
浅谈影响混凝土中钢筋锈蚀的几个原因
近些年来,国内各地建筑浪潮风起云涌,购房用于居住或用于投资,已经成为人们生活中的一大开销,房屋质量方面的投诉和纠纷也越来越多,而这些投诉还多是一些我们能够看到的问题,一些看不到的问题往往引起的后果更加严重。
众所周知,建筑物的寿命需要基于一系列技术指标的保证,这其中既包括理论的支持,也要有设计的要求,更依赖于施工材料和方法的保证。现阶段我国的常规房屋设计使用寿命为50年,这种寿命预测是建立在我国混凝土设计规范的基础上的,虽然它不是一个很高的标准,(国外房屋寿命估算可以达到80年,有的甚*在百年以上),但我国许多房屋就连这么一个不很高的标准也达不到,由于建筑结构问题,许多钢筋混凝土的寿命不过25年左右,造成这种“折寿”情况的主要原因,其中之一就是钢筋的锈蚀。
在一栋建筑中,钢筋和混凝土的结合物是支撑起全身重量的骨架,钢筋在空气中遇到水,加上钢筋材质中的一些“杂质”,因此很容易锈蚀,为了在混凝土中避免这种情况的发生,外边要加混凝土保护层。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)在构造规定中,对设计使用年限为50年的结构受力钢筋的混凝土*小保护层厚度有明确规定;例如:在室内正常环境中,混凝土强度等级在C25-C45之间的板、墙、壳,混凝土*小保护层厚度为15毫米;梁为25毫米;柱为30毫米。换句话说,只有包裹在钢筋外边的混凝土不小于规定的厚度,50年后钢筋才开始锈蚀。如果保护层厚度不足,里面的钢筋就会提前锈蚀。
以前由于对钢筋保护层认识不足,在施工方面普遍存在着不重视的现象,例如使用自制的砂浆垫块控制保护层厚度就是以前施工单位普遍使用的方法:在施工前做一些不同厚度要求的砂浆块,钢筋绑扎完毕垫在或绑在钢筋上控制保护层厚度,但这样做存在很多问题,*先砂浆块的薄厚不均匀,且强度比较低,绑在立筋上合模板时极易跑位和被挤坏,垫在横筋下面的有时还没浇注混凝土就已经被压碎了,根本起不到控制保护层的作用;现在多数施工单位使用塑料卡式垫块,虽然在施工成本上略有增加,但基本上可以有效的控制保护层厚度,对提高建筑物的使用寿命起到了重要的作用。
另外,国家有关部门也加强了对建筑物中钢筋保护层厚度的监管力度,在2002年发布的《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)中,将结构实体钢筋保护层厚度检测列为施工质量验收的必检项目。
钢筋的锈蚀除了和混凝土保护层有关外,与施工材料的使用也有很大的关系。建国十周年的十大建筑属于特级建筑,应该使用100年以上不会有问题,但在使用了三十年左右翻新时发现,其中的有些25毫米的钢筋锈得只有10毫米了,承载力和原来相比相差甚远。我们不好怀疑当时原材料的使用及其施工质量,那问题出在什么地方呢?其实就是一个施工材料的使用问题,当时冬季施工要在混凝土中加入了很多盐,以保证混凝土不冻,这样就可以加快施工进度,这种方法非常腐蚀钢筋,但限于当时对材料腐蚀方面的研究不足,外加剂的研发和生产水平不高,这种掺盐防冻的施工方法在九十年代有些地方还在使用,因此极大的影响了建筑物的使用寿命。好在近些年来,在各方面的不断努力下,这种落后的施工方法已经被明文禁止了,一些非常好的混凝土外加剂不断推出,正在逐步应用到工程施工中去。
钢筋混凝土中的裂缝对钢筋的锈蚀也有极大的影响。一般认为混凝土只要达到设计强度等级的要求就可以了,对混凝土存在的开裂却认识不足。虽然在《混凝土结构设计规范》中对混凝土的裂缝宽度有明确的要求,设计单位在设计时也已经加以考虑,但在一些施工过程和我们的使用过程中却往往被忽视了。
混凝土是非匀质材料,在空气中永远呈收缩变形。有些施工单位为保证混凝土的强度,盲目加大水泥的用量;使用水化热较大的水泥配制大体积混凝土;为保证混凝土的流动性,在施工过程中随意加水或选用不合适的外加剂和掺合料;为赶工程进度,在炎热的夏天或雨天不采取必要的措施就浇注混凝土;使用级配不甚合理或含泥量较大的砂石料;混凝土浇筑后的养护跟不上或根本不注意混凝土的养护等等,都是造成混凝土开裂的原因,以致一些房屋建成后受力混凝土就出现裂缝,不*外观不好看,给人一种危险感(虽然有时这种危险感是不必要的)。混凝土裂缝的产生,就等于减小了钢筋保护层厚度,如果裂缝深度超过了保护层的厚度,就意味着钢筋从此时就已经开始锈蚀了,因此加强施工之前的预控,过程中的管理、监理和检查,减少混凝土中裂缝的产生或控制在允许的范围内,往往比发现了问题再花大量的人力物力去修整重要得多。
其它一些不甚合理的施工也是造成钢筋过早锈蚀的重要原因。有些单位在施工过程中不负责任,模板拼缝不严造成跑浆,因此拆模后就会出现蜂窝麻面,甚*露筋的现象,补救措施也多是用砂浆补平罢了,而原有混凝土是否密实,抹面砂浆和混凝土结合得是否紧密,二者间是否会因为收缩不同而造成“两层皮”的现象就很少有人关心了,由此有可能会造成混凝土中局部出现空洞,使得钢筋过早的锈蚀。
说到使用过程中裂缝的产生,其实绝大多数是因为使用者擅自改变房屋的使用功能或加大了动、静载,使得实际荷载大大超过了设计荷载,比如:将住宅楼改做仓库使用,或在里面使用振动较大的仪器设备,自家楼房装修时,在地面铺设较厚的大理石、花岗岩等等,这些都会使得混凝土受拉区不堪负重,早早产生裂缝,引起钢筋锈蚀。
当然,钢筋是否锈蚀不能完全决定建筑物的寿命,这是一个包含多种学科的综合性问题,但是“千里长堤,毁于蚁穴”的教训我们必须要吸取。