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水工混凝土结构耐久性影响因素分析及控制段士常

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：段士常

[导读] 摘要：随着我国经济的快速发展，水中工程项目越来越多，其中混凝土是工程内部常用的一种材料，质量的好坏直接关乎到工程项目最终实施的效果。

        天津金隅混凝土有限公司天津市 300480
        摘要：随着我国经济的快速发展，水中工程项目越来越多，其中混凝土是工程内部常用的一种材料，质量的好坏直接关乎到工程项目最终实施的效果。就目前而言大多数跨海跨河工程项目所采用的都是大体积的混凝土材料，其优点较为明显，比如造价低、承载力强等等，但是在实际操作的过程中很容易会出现施工质量问题、人员操作性问题、缺乏对耐久性的认知等因素影响，最终影响工程质量，造成人们生命以及财产的重大损失。本文就水工混凝土结构耐久性进行阐述，并分析影响水工混凝土结构耐久性的几点因素，提出控制水工混凝土结构耐久性的策略。
        关键词：水工；混凝土结构；耐久性；影响；控制
        1 引言
        我国水利工程的建设规模一般都较大，但是多数水工建筑在实际使用时并没有达到有关要求，这样不仅造成了资源的浪费，而且严重时还为威胁居民的人身安全。而混凝土作为构成水工建筑的基本结构，其质量在一定程度上影响着整个水工建筑的施工水平。因此，应当做好混凝土结构的设计工作，确保提高混凝土的耐久性和使用安全性。本文便针对基于耐久性的水工建筑混凝土结构设计展开具体的分析与讨论。
        2 影响耐久性的主要因素
        2.1 施工环境
        在确定的环境作用和规定的使用和维修条件下，水工混凝土结构保持其安全性和适用性的能力表现为其耐久性。造成影响的因素之一便是施工环境，主要包括混凝土碳化、渗透、化学侵蚀、冻融破坏等都属于对耐久性能造成不利影响的环境作用。因此，水工混凝土结构形式、原材料、构造等方面必须严格根据施工环境的实际情况进行合理选择，对混凝土施工质量进行严格控制。同时保证必要的维护保养作业，使水工混凝土结构的耐久性能得到保证和提高。
        2.2 混凝土碳化
        混凝土碳化指的是空气中的二氧化碳渗入混凝土孔隙、毛细孔中，并溶于孔内液体中，在水泥水化作用产物氢氧化钙、硅酸钙等物质的作用下，生成碳酸钙物质。碳化自身不会危害混凝土，会提高混凝土的密实度和强度，但会受混凝土碱性下降的影响，在高碱环境中破坏钢筋保护的致密氧化膜，这样影响混凝土对钢筋的保护，进而破坏钢筋。另外，碳化混凝土会加剧收缩变形，出现裂缝问题，影响黏结力，严重的还会剥落钢筋保护层。
        2.3 施工不合理
        当前，影响水工结构施工的主要问题包括：施工单位不专业，施工人员技术水平低，原材料采购质量不过关，工程设计不合理，施工过程不规范，整体工艺流程不达标等。这些问题直接影响工程质量和进度，其中材料不过关，施工过程不规范就造成了混凝土结构的耐久性和强度等各方面性能都达不到规定标准，影响工程质量的同时也使水工建筑物存在安全问题。
        2.4 构造设计问题
        施工混凝土结构的制作设计问题会直接关乎到混凝土的耐久性，例如对混凝土结构的形体尺寸设计、架构设计等。在设计的过程中为了避免出现问题，应该根据水利工程的实际情况，比如地基实际可承受的能力，荷载分布的情况，减少裂缝的产生等，通过合理的设计架构进一步提升水工结构混凝土的性能，设计钢筋厚度，提升结构耐久性。
        3 控制水工混凝土结构耐久性的策略
        3.1 原材料质量
        根据所处的施工环境以及结构设计的合理使用年限，对混凝土所用原材料进行选择，需要对强度、稳定性、耐久性、变形等条件予以满足。水工混凝土结构经常受水冲刷，并位于水位变化区、溢流面，或者有抗冻要求时，则需要选择中、低热水泥，并具有较高强度；处于化学侵蚀或氯化物环境中或对温度控制有所要求时，则应选择矿渣硅酸盐水泥。

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骨料在水工混凝土结构的总体积中约占80%左右，对结构耐久性、抗裂性有着重要的影响作用。因此，骨料选择的标准就设定为级配良好、质地坚硬、清洁度高。细度模数2.4~2.8的人工砂或2.2~3.0的天然河砂可作为细骨料的选材；连续级配料适用于粗骨料；对碱性活性骨料进行使用时，需要先通过相应抑制措施进行处理，同时需要进行专门论证。根据环境条件以及工程技术要求，并通过相应的试验，对外加剂的品种和掺量进行确定，外加剂与水泥及矿物掺合料，以及不同外加剂之间应保持良好的相容性；引气剂适用于有抗冻要求的混凝土结构。另外，应按规定和要求对所有原材料进行复检，在复检合格后才能将其投入施工使用。
        3.2 明确混凝土结构耐久性设计目标
        要想增强混凝土结构的耐久性，就应首先明确混凝土结构耐久性的设计目标，采用合理有效的耐久性设计方法，以便有效的提升建筑混凝土的结构强度，确保能够延长混凝土的使用寿命。因此，在具体设计时，应选择合适的混凝土材料，并结合建筑工程周围的施工环境和使用年限等因素，合理地设置原材料的配合比，这样才能有效地增强混凝土使用的耐久性。倘若混凝土结构实际使用环境的温度较低，就应根据年均冻融次数来合理地使用引气剂，这样才能有效地满足建筑工程的实际居住需求。随着使用时间的不断增加，混凝土结构会受外界环境的影响，而发生相应的化学侵蚀反应，此时就可采用环氧涂层确保提高整个建筑工程的抗腐蚀性能。此外，对于不同的环境，应制定不同的混凝土结构设计方案，合理地选择混凝土结构的保护层，并设置合理的排水结构，以此来有效地实现对混凝土结构的合理保护。
        3.3 添加矿物外加剂
        在施工现场，混凝土配合比中添加一定比例的矿物质外加剂，会导致胶凝结构出现变化，如硅灰、磨细矿渣都是常用的矿物质外加剂，在与水泥物质水化后，混凝土胶凝结构会发生变化，增强了水泥硬度，添加矿物质外加剂的水泥会使混凝土毛细空隙被填充，进而提高混凝土结构的强度和承载力，使得钢筋和混凝土缝隙有所减少，进而提高钢筋吸附保护能力。因此，在实际施工中，技术人员需要根据施工环境、建筑特点，合理地添加矿物外加剂，提高预应力混凝土结构的耐久性。
        3.4 重视混凝土碳化现象，并且对其进行预防
        为了确保工程的质量，施工单位一定要严格的执行合同，按照合同中要求的施工方案进行施工，重视混凝土耐久性对建筑的作用，严把质量关。把提高混凝土的耐久性作为工程的重要施工。通过对混凝土碳化问题的研究和重视，制定改善办法用来预防工程中碳化问题的发生，同时确保工程的质量。施工环境中，注意二氧化碳对混凝土结构造成的破坏性，进行有效的预防和质量控制，从而保证混凝土的质量，还可以通过这种方式对内部的缝隙进行填充。通过这种方式不光可以预防出现二氧化碳的现象，还能确保水分进入混凝土构中，具有很好的缓冲效果。
        4 结束语
        水工混凝土结构会受到原材料质量、构造设计、施工质量、工作环境等因素的影响，因此必须要控制好这些因素，才能够提高混凝土结构的耐久力，保证工程项目的顺利运行。如加强控制施工质量、合理选择施工材料、提高工艺等，除此之外也不能忽视后期的定期维护，出现问题及时解决，提高工程的质量。
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