摘要:谈钢筋混凝土保护层塑料垫块的推广应用

    去年11月下旬，刚进入主体施工的时候，由于抢进度，个别项目出现钢筋移位较大的情况，引起大学城指挥部和驻岛质量监督机构的高度重视。为确保工程质量，指挥部和驻岛质监站借鉴外国和外地的经验，提出推广使用钢筋混凝土保护层塑料垫块。

    过去的经验告诉我们：但凡一个新事物的诞生和推广应用，初期往往举步维艰，她难免受到传统观念的羁绊。塑料垫块的推广应用亦然，从大学城这次塑料垫块的推广应用过程，我们体会到，关键是从实际出发、解决认识问题。

    一、保护层在混凝土工程中的重要性

    钢筋保护层厚度的控制是钢筋混凝土工程质量中很重要的一环。

    《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)指出：钢筋的混凝土保护层厚度关系到结构的承载力、耐久性、防火等性能。故除在施工过程中应进行尺寸偏差检查外，还应对结构实体中钢筋的保护层厚度进行检验(第10．1．5条)并规定了钢筋保护层厚度检验的结构部位、构件数量和检验方法(附录E)，可见它的重要性。

    另外，从的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)我们可以看到，相比99年版的旧规范，这方面的要求也提高了。主要表现在保护层厚度的数值比旧规范严了，相应的混凝土强度等级范围有所扩大(见附表一)。

    归纳起来，钢筋混凝土保护层具有以下几个作用和影响：

    1、维护结构耐久性混凝土中保护层太薄容易渗入潮湿气体和水，过厚则易产生裂缝，这些都可能使钢筋锈蚀并膨胀，从而使混凝土遭受破坏，影响使用和结构安全。

    2、承受外力作用  保护层对钢筋有锚固力，利用混凝土与钢筋间的锚固力，两者紧密结合，共同参与工作。保护层过薄或缺失时，减低了它的锚固力从而降低了结构抵抗轴力和弯矩的作用。

    3、从正截面受弯承载力计算公式

    M≤a _l f_cbx(h₀一x／2)+f_y＇A_S＇(h_o--a s＇)一(σpO＇一f_py＇)A _p＇(h_o--a _p＇)可以看出，当面筋保护层过厚导致截面有效高度h0减小时，将降低截面受弯承载力。可见保护层厚度是影响结构承载力多么重要的因素。

    4、防火保护层混凝土具有一定的隔热作用，遇到火灾时能对较易软化的钢筋进行保护，如果保护层厚度过薄，在高温环境下容易开裂，致使钢筋因过热而降低强度从而破坏整体结构。2003年湖南衡阳某工程就因大火燃烧产生的高温高热使钢筋软化导致坍塌并造成重大伤亡事故。

    因此，在当前的质量验收工作中保护层厚度的控制越来越受到重视，新规范规定在验收过程中要进行实体检测。

    二、与垫块有关的质量通病

    传统的工艺是梁板底筋和柱筋使用砂浆垫块，板面筋下安放Q型钢筋支架

  (俗称凳仔)，来确保钢筋混凝土中钢筋就位的准确性和混凝土保护层的厚度。但这种工艺在实际操作中往往存在很多问题，如底筋砂浆垫块容易位移、破损，使保护层厚度失控(主要是负偏差)导致钢筋露筋、混凝土裂缝等现象。而面筋采用钢筋支架则往往因施工人员踩踏或支架不稳而使面钢筋下垂，造成面保护层过厚(正偏差)，致使板的有效高度(h0)不能达到设计要求，留下隐患；特别是阳台、雨蓬等悬挑构件，若出现这种现象后果更是不堪设想。

    就其自身质量而言，砂浆垫块和钢筋支架由于是手工制作，常常出现垫块厚  薄不均、支架高低尺寸不一的现象；而场地狭窄、时间紧迫、配比随意等问题也  常常导致砂浆垫块的强度差强人意，一受力就破损。还有，砂浆垫块绑扎不牢，  封模板和振捣时往往造成大部分的垫块松脱。这些问题对于建筑结构的质量或多  或少都会有不良影响。

    2001年5月上海市建设工程质量监督总站对812个在建住宅的楼板受力钢  筋保护层厚度进行检查，不符合要求的就有55个，占6.77%；不符合要求的工程正偏差超标严重，如虹口区现代公寓2。高层住宅经查50个点合格率为零，保  护层厚度平均为39．96mm，平均超标达24．96mm。正是因为这些原因使我们认  识到推广这一技术的迫切性。

    三、推厂认识过程

    大学城广州中医药大学校区在建项目共12个单体，18万多平方米；2003年10月开工，计划2004年6月全面完工。具有规模大、工期紧、施工质量要求高的特点。开工初期，各单体均使用传统的砂浆和石子垫块，虽然施工单位加大了管理力度，但钢筋移位和露筋的现象仍时有发生。这种情况下，我们在学生公寓项目开始推广应用塑料垫块。

    刚开始，施工单位惧怕成本过高，有畏难情绪。经过我们的宣传和解释，并在监理公司和总包方的配合下，终于开始试用。

    推广使用过程中遇到如下几个问题：

    1、楼板方面

    ①由于担心费用高，开始施工单位只使用塑料底筋垫块(图一)，面筋仍然使用钢筋支架。某教学楼楼面已绑扎好钢筋，准备浇筑混凝土，笔者到现场抽查发现该层楼板设计厚度为120mm,部分板面筋从模板面量起竞高达125mm，超过了设计厚度；而部分支架因滑落模板面，则造成面筋过低。经过我们了解，面筋保护层垫块(图二)每个约0．40元，费用其实并不高，与使用钢筋支架的费用相差不大，但却强度高、不易位移、质量保证且施工方便。通过分析对比，施工单位领悟到面筋保护层垫块的好处，乐意地接受塑料面筋垫块。

    ②个别厂家生产的底筋垫块宽度尺寸过窄，用料太光滑，因而稳定性差，工人在上边走一压很容易就弹开移位。

    2、梁方面，刚开始施工单位向我们反映梁垫块质量有问题，经常出现断裂现象。笔者到现场了解到主要是①个别垫块生产厂家没有通过产品检验，没有合格证，质量低劣；建议选取技术参数(见附表二)达标的杭州某厂的产品(图三)。②施工人员并未根据梁的跨度和钢筋自重考虑安放垫块的数量。一条四米跨大梁只是安装两个垫块，间距达两米多(一般要求每800mm左右安装一只)，这样一来，垫块受到的压力比正常情况下高出数倍，而且即使垫块不碎，钢筋的自重也会使中间下垂而影响施工效果：对这类问题，我们立即进行了纠正。并提醒沉梁时要多加注意，减小冲击力。

    3、墙、柱筋方面，刚开始垫圈(图四)一般固定在主筋上，但现场发现如果主筋与箍筋绑扎不牢，震捣混凝土时会使主筋和箍筋松开，从而导致箍筋的保护层厚度不满足。针对这种情况，我们建议另加小规格塑料垫圈直接卡在箍筋上，这样取得了良好的效果。

    通过这样的推广并与施工单位相互间的交流，使大家开始认识并接受了塑料垫块，并逐渐在整个校区的其他工程中推广开来。

    通过大量的调研和对比，我们认为塑料垫块相比传统的垫块具有以下的一些特点：

    1、使用方便，塑料垫块改变了过去砂浆垫块和钢筋支架的使用模式，采取卡、套等方式直接固定在钢筋上，不须绑扎，提高了工作效率。

    2、塑料垫块通过卡口与钢筋连接，不容易发生位移，且支撑稳定，不容易脱落。

    3、能有效的提高工程质量，塑料垫块规格统一，在使用中通过垫块的高度来控制保护层的厚度，克服了混凝土工程存在露筋、开裂和钢筋骨架歪斜、移位、保护层不均的缺陷通病。

    4、塑料垫块通常采用高分子聚合技术，个别厂家还采用先进的纳米改性技术：垫块质量轻，体积小，强度高，一般其抗拉和抗压强度高于4．OMpa，能承受施工人员行走和一般的施工荷载而不断裂。同时与混凝土的相容性很好，不会影响结构。

    5、成本低，施工单位可以根据设计的需要直接向厂家订货，而不需专人制作砂浆和支架，节约了人力和材料；按照板、梁、柱综合计算，其每平方建筑面积的费用仅为几毛钱，扣除原来专人制作砂浆和支架的人工材料所增无几。

    6、塑料垫块具有标准化、定型化、通用性的特点，在生产过程中按国家标准操作，模具定型，尺寸、强度统一，而且可以通过调整不同的摆放角度来调整保护层厚度，降低了人为因素造成的厚薄不均现象。

    塑料垫块技术在某些国家和地区(如新加坡、台湾)已广泛使用并纳入技术规程和定额，它突破了传统保护层的限制，给各类建筑工程的钢筋混凝土保护层设计、使用带来了极大的方便。在我国的北京、上海等发达地区，这种技术也得到了广泛的推广和普及，但由于各种原因，目前在广东省尚未得到有效的推广。

    这种技术已经在大学城工地，特别是广州中医药大学校区和广东药学院校区大量使用；取得了很好的实际效果，经保护层厚度检测仪的现场检测，其厚度均达到规范和设计要求。

最近市建筑业联合会评优办公室组织专家对大学城进行了两次结构评优抽测检查，使用塑料垫块的工程结构质量均名列前茅。

纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm)(附表一)

		板、墙、壳			梁			柱
环境类别		≤C20	C25．C45	≥C50	≤C20	C25一C45	≥C50	≤C20	C25．C45	≥C50
		20	15	15	30	25	25	30	30	30
	a		20	20		30	30		30	30
	b		25	20		35	30		35	30
			30	25		40	35		40	35

 

塑料垫块常用参数(附表二)

项目	规格尺寸及允许 偏差(mm)			承重载荷(1，N)			维卡热 变形温	洛氏硬 度	耐碱性   (％)，7d	简支梁冲击强度(kJ，m。)
	梁	板	柱	梁	板	柱	度(℃)	(HRR)		(23±2)℃	(-10±1)℃
技术 指标	±2	±2	±2	≥6.0	≥2.O	≥O.4	≥75	≥82	≥90	≥20	≥15