一、前言
鋼筋保護層最小厚度值,素來皆為鋼筋水泥混凝土工程的重要項目之一。本文擬針對該項目做探討及說明,俾供各界從業人員卓參。
二、鋼筋保護層最小厚度值定義
(一)定義
1.係指水泥混凝土表面至最外層鋼筋表面之距離。
2.係指構件在設計使用年限內,能保護鋼筋不致發生銹蝕,而危及結構安全的水泥混凝土表面至最外層鋼筋表面之距離。
(二)說明
1.鋼筋排置未設圍束筋、箍筋、螺旋筋或鋼筋網片時,則以構件混凝土表面至最外層主鋼筋表面之距離為主。
2.鋼筋排置圍束筋、箍筋、螺旋筋或鋼筋網片時,則以構件混凝土表面至最外層置圍束筋、箍筋、螺旋筋或鋼筋網片表面之距離為主。
3.後拉式預力鋼材,則自混凝土表面量至金屬端錨配件或套管。
4.當考量到使用年限內能保護鋼筋不發生銹蝕的問題時,設計工程師應進一步考慮環境因素,可能對結構體產生之長期影響,因而有可能增減保護層最小厚度值,或必須做更進一步防範措施。
三、鋼筋保護層最小厚度值意義
很多工程師只知道必須要設定鋼筋保護層最小厚度值,然而並不明白本項規定的真正意義。
其實,其最主要的意義,在於為了提升鋼筋水泥混凝土構造體的耐久性,亦即係為了防止水泥混凝土中之鋼筋銹蝕,並增加水泥混凝土與鋼筋間之握裹力,進而提升構造體整體之耐久性。
另一方面,鋼筋保護層的意義,也在於控制水泥混凝土碳化反應所造成的負面影響,以防止水泥混凝土表面未達使用年限,即快速剝脫或損壞。
一般而言,訂定水泥混凝土鋼筋保護層最小厚度值的標準,台灣地區鋼筋保護層規定詳表1【詳參考文獻(2)】,中國大陸地區鋼筋保護層規定詳表2【詳參考文獻(3)】,係以構造物設計使用年限50年為基準要求。
表1 台灣地區鋼筋保護層規定表【詳參考文獻(2)】
說 明 |
板 |
牆 |
梁 |
柱 |
基腳 |
橋墩 |
隧道 |
||
厚度225mm以下 |
厚度大於225mm |
mm |
(頂底及兩側)mm |
mm |
mm |
mm |
mm |
||
不接觸雨水之構造物 |
鋼筋D19以下 |
20 |
20 |
20 |
*40 |
40 |
40 |
- |
- |
鋼筋D22以上 |
20 |
20 |
20 |
*40 |
40 |
40 |
- |
- |
|
受有風雨侵蝕之構造物 |
鋼筋D16以下 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
鋼筋D19以上 |
45 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
50 |
|
經常與水或土壤接觸之構造物 |
- |
65 |
65 |
65 |
75 |
65 |
75 |
75 |
|
混凝土直接澆置於土壤或岩層或表面受有腐蝕性液體 |
50 |
75 |
75 |
75 |
75 |
75 |
75 |
75 |
|
與海水接觸之構造物 |
75 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
受有水流沖刷之構造物 |
- |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
150 |
|
註:1.*混凝土格柵鋼筋保護層之最小厚度為20mm。 2.若鋼筋防火保護層厚度之規定則須採用較大之值。 3.廠製預鑄混凝土及預力混凝土之鋼筋鋼材保護層另詳建築技術規則(CBC) 或有關之設計圖。 |
四、可減少保護層厚度值之項目
1.構造體表面施以可靠的防護塗層,例如:抹灰、塗料、水泥砂漿抹面、貼面磚或石材等。
2.地下室外牆塗刷防水層或是防腐塗料。
3.在工廠內生產的預製構造體。
4.水泥混凝土中已添加阻銹附加劑。
5.鋼筋經環氧樹脂塗層、鍍鋅或採取陰極保護處理等防銹措施時。
6.若擬減少保護層厚度,應同時考量必須符合防火之最小保護層厚度的規定。
五、可增加保護層厚度值之項目
1.構造物設計使用年限為100年或更長之期程時。
2.構造物中排置較粗的縱向受力鋼筋。
3.構造物處於極度惡劣或具侵蝕性之環境中。
4.構造物特性為剛性防水混凝土、預力混凝土構件,或其表面必須提供抗磨損及撞擊之部位。
5.若擬增加保護層厚度,可採用纖維混凝土,或於保護層厚度內加設防裂或防剝脫之鋼筋網片,以防止構造體表面產生裂縫;若已衍生裂縫,則上述策略尚可達到減小裂縫寬度之目的。
表2 中國大陸地區鋼筋保護層規定表【詳參考文獻(3)】
環境類別 |
板、牆、殼(mm) |
梁、柱、杆(mm) |
一 |
15 |
20 |
二a |
20 |
25 |
二b |
25 |
35 |
三a |
30 |
40 |
三b |
40 |
50 |
※1.環境類別說明: 一、室內乾燥環境;永久的無侵蝕性靜水浸沒環境。 二a、室內潮濕環境;非嚴寒和非寒冷地區的露天環境;非嚴寒和非寒冷地區與無侵蝕性的水或土直接接觸的環境;寒冷和寒冷地區冰凍線以下,與無侵蝕性的水或土直接接觸的環境。 二b、乾濕交替環境;水位頻繁變動區環境;嚴寒和寒冷地區的露天環境;寒冷和寒冷地區冰凍線以上,與無侵蝕性的水或土直接接觸的環境。 三a、嚴寒和寒冷地區冬季水位變動區環境;受除冰鹽影響環境;海風環境。 三b、鹽漬土環境;受除冰鹽作用環境;海岸環境。 2.有墊層的基礎,鋼筋的保護層厚度不應小於40mm。 |
六、其他調整保護層厚度值之項目
1.為保證基礎鋼筋的耐久性,鋼筋水泥混凝土基礎應設置墊層,此時,基礎中鋼筋的最小保護層厚度,應由墊層之頂面算起。
2.水泥混凝土中若排置有併筋時,則併筋處的最小保護層厚度,應從併筋實際外輪廓計算,除須符合最小保護層厚度值規定之外,尚應符合不小於併筋等效直徑之要求。
3.縱向鋼筋保護層厚度的改變位置,應儘可能設計在樓層節點處之核心區內。
七、結語
1.綜上所述,顯見鋼筋保護層最小厚度值之重要,且以最小厚度值為基準之前提下,在實務上,亦允許彈性且合理的減少或是增加此保護層厚度值。筆者建議各從業人員應建立此一正確之觀念,千萬不要一直堅持務必只使用最小保護層厚度值的做法才對。
2.若擬減少保護層厚度值,勢必要針對鋼筋及水泥混凝土,另做防銹及防止侵蝕的措施,並非毫無作為地只減少保護層厚度值而已。
3.若擬增加保護層厚度值,亦勢必要針對加厚的部分,做好防止產生裂縫的措施,否則,增加保護層厚度值之後,反而更易衍生裂縫或是剝脫之損壞狀況。
參考文獻
1.房性中,"鋼筋保護層暨間距問題探討"台灣省土木技師公會技師報第1070期,2017年06月10日。
2.行政院公共工程委員會施工綱要規範,"第03210章:鋼筋",完整第V5.0版,2017年01月17日。。
3.陳雪光著,"混凝土結構常見構造問題處理措施",中國建築工業出版社,2016年08月第一版。
【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】
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