混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期控制

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期控制

郭可

(重慶建工第七建設(shè)工程有限責(zé)任公司重慶400039)

混凝土是使用最廣泛的建筑材料，但是混凝土結(jié)構(gòu)往往會(huì)在施工或者使用階段，容易受到環(huán)境中的有害介質(zhì)的侵害，引起許多耐久性病害。本文首先陳述了影響混凝土耐久性的主要因素，然后強(qiáng)調(diào)了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期的重要性，最后結(jié)合重慶市某工程提出提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的控制措施。

混凝土；耐久性；施工期；控制措施

引言

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在預(yù)定設(shè)計(jì)工作壽命期內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修即可滿足正常使用和安全性功能要求的能力。在我國，對于一般混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)工作壽命為50年，重要的建筑物為100年，但由于各種因素的作用和影響，經(jīng)常使建筑物達(dá)不到設(shè)計(jì)的工作年限，不僅減低建筑物的安全性，而且還阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也浪費(fèi)資源、加速破壞環(huán)境。

1 影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性主要因素

近年來的研究表明，影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要原因有以下幾個(gè)方面：

1.1 滲透作用

液體和氣體在混凝土中的滲透，主要經(jīng)由其內(nèi)部的毛細(xì)孔道，滲透性的強(qiáng)弱主要取決于混凝土的孔結(jié)構(gòu)和空隙率，過量的滲透將使混凝土材料和結(jié)構(gòu)的耐久性劣化。

1.2 凍融作用

混凝土凝固硬化后遺存的游離水和通過空隙滲透進(jìn)入的水都存留在內(nèi)部的各種空隙中，當(dāng)混凝土環(huán)境溫度周期性的降低和升高，使內(nèi)部的水凍成冰，冰融成水，反復(fù)循環(huán)，每次循環(huán)使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷不斷積累，裂縫繼續(xù)擴(kuò)展延伸并相互貫通，破裂現(xiàn)象從混凝土的表層逐漸向深層發(fā)展，促使混凝土的強(qiáng)度下降。

1.3 堿—骨料反應(yīng)

混凝土骨料中的某些活性礦物質(zhì)與混凝土空隙中的堿性溶液(KOH，NaOH)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹，在內(nèi)部產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開裂和強(qiáng)度下降，減低混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。

1.4 碳化

混凝土中水泥完全水化，約有35%的Ca(OH)2被游離出來，使混凝土呈堿性，鋼筋在此環(huán)境中表面形成鈍化膜，阻止了鋼筋的銹蝕。但混凝土結(jié)構(gòu)周界的環(huán)境介質(zhì)(空氣、水、土壤)中所含的酸性物質(zhì)，如CO2，SO2，HCl等與混凝土接觸并通過各種空隙滲透到內(nèi)部與水泥石的堿性物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，稱為混凝土的碳化，又稱為混凝土的中性化。一旦碳化深度深及鋼筋表面，將破壞其表面的鈍化膜而使鋼筋生銹。而且，碳化的混凝土加劇了收縮變形，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)、粘結(jié)力下降，甚至使鋼筋保護(hù)層剝落。

1.5 化學(xué)腐蝕

與混凝土相接觸的周圍介質(zhì)，如空氣、水(海水)、土壤中含有不同濃度的酸、鹽和堿類侵蝕性物質(zhì)時(shí)，當(dāng)它們滲透進(jìn)入混凝土內(nèi)部與相關(guān)成分發(fā)生物理作用或化學(xué)反應(yīng)后，使混凝土遭受腐蝕，逐漸的發(fā)生膨脹和剝落，進(jìn)而引起鋼筋的腐蝕以至結(jié)構(gòu)失效。

1.6 鋼筋銹蝕

銹蝕的鋼筋不但截面積有所損失，材料的各項(xiàng)性能也會(huì)發(fā)生衰退，從而影響混凝土構(gòu)件的承載能力和使用性能，鋼筋銹蝕是引起混凝土結(jié)構(gòu)耐久性下降的最主要和最直接因素。

2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期的概念及重要性

2.1 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期概念

混凝土的耐久性貫穿混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、施工和運(yùn)行管理的全過程，施工質(zhì)量是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素之一?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性施工期，就是指由于混凝土結(jié)構(gòu)在施工階段的施工管理不當(dāng)，從而引起的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的問題。

2.2 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性施工期的重要性

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期的控制可在從原材料優(yōu)選和配合比的優(yōu)化、過程控制、施工監(jiān)控及加強(qiáng)施工管理等方面綜合采取措施，不能忽略其中任何一個(gè)方面。只要其中一個(gè)環(huán)節(jié)沒有做好，其他環(huán)節(jié)做得再好，也可能導(dǎo)致裂縫或影響混凝土密實(shí)度，最終影響混凝土耐久性。所有控制措施也最終集中反映在現(xiàn)場施工階段，施工階段質(zhì)量控制的好壞直接決定著工程完成質(zhì)量高低，直接關(guān)系著混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

3 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期控制措施及工程應(yīng)用

3.1 工程概況

重慶某集團(tuán)有限公司綜合辦公樓工程，總建筑面積約為71964㎡，地下4層，地上4層裙房，裙房高23.4m，由A、B兩棟塔樓組成，A棟共23層，建筑高度113.7m，為框架—核心筒結(jié)構(gòu)；B棟區(qū)16層，建筑高度75.6m，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)年限50年。

3.2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期的控制措施

3.2.1 精心選材

混凝土各組成材料及鋼筋的選用應(yīng)滿足材料的耐久性質(zhì)量要求，應(yīng)按規(guī)范規(guī)定對進(jìn)場原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，同時(shí)注意改善砂石顆粒級(jí)配，提高混凝土的密實(shí)性，從而提高耐久性。

優(yōu)先選用低水化熱、低堿含量品種的水泥，水泥不宜磨得過細(xì)；集料要求級(jí)配合理、質(zhì)地均勻、有機(jī)物和有害物質(zhì)含量符合要求；選用適量摻合料以提高混凝土的抗裂性、抗?jié)B性、抗凍性及抗侵蝕性，避免堿骨料反應(yīng)；選用具有減水率高、坍落度損失小、能明顯改善或提高混凝土耐久性、與水泥有良好的適應(yīng)性好的外加劑。

3.2.2 加強(qiáng)施工過程控制及監(jiān)測

首先應(yīng)該充分理解設(shè)計(jì)意圖和具體的設(shè)計(jì)要求，在施工過程中應(yīng)注重控制各個(gè)施工階段的施工工藝，使耐久性混凝土真正能夠達(dá)到抗凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕性和體積穩(wěn)定性的要求，是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性施工期控制的關(guān)鍵。

（1）結(jié)合構(gòu)造及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容，在編制施工組織設(shè)計(jì)、專項(xiàng)施工方案及進(jìn)行技術(shù)交底時(shí)，明確控制混凝土裂縫，提高結(jié)構(gòu)耐久性的技術(shù)措施。

（2）合理確定混凝土施工性能指標(biāo)，加強(qiáng)施工組織，合理控制坍落度等施工性能指標(biāo)。加強(qiáng)混凝土澆筑、振搗的施工組織、管理工作，確?；炷恋母呙芏?，增加混凝土與鋼筋的粘結(jié)力，增加混凝土材質(zhì)的連續(xù)性和整體性，提高混凝土的抗裂性能。

（3）澆筑混凝土前，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)斷面尺寸、施工環(huán)境、施工條件做好澆筑方案，包括澆筑起點(diǎn)、澆筑進(jìn)展方向和澆筑厚度、振搗器具布置等?；炷翝仓^程中，嚴(yán)格按事先確定的澆筑方案施工。澆筑混凝土前，指定專人仔細(xì)檢查鋼筋保護(hù)層墊塊的位置、數(shù)量及其緊固程度，在澆筑過程中，嚴(yán)格控制混凝土的均勻性和密實(shí)性。

（4）保證保護(hù)層的厚度能夠滿足設(shè)計(jì)要求。宜選用工廠定型生產(chǎn)的鋼筋定位墊塊或定位夾，提高鋼筋施工安裝的定位精度，保證鋼筋的保護(hù)層厚度。確保模板剛度和支撐牢固，避免混凝土在澆搗過程中由于振動(dòng)而引起模板變形，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚薄不均。

（5）加強(qiáng)混凝土振搗。混凝土必須分層分段振搗，有效排除混凝土內(nèi)的泌水，消除混凝土內(nèi)部孔隙，確保混凝土的高密度，增加混凝土與鋼筋的粘結(jié)力，增加混凝土材質(zhì)的連續(xù)性和整體性，提高混凝土的強(qiáng)度，尤其要提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

（6）及時(shí)和充分養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)條件可以改變混凝土孔隙率、浸透性、吸水性、碳化性能及強(qiáng)度等與耐久性密切相關(guān)的材料性能，其中關(guān)鍵是可以有效的改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，這對混凝土強(qiáng)度的發(fā)展及其他耐久性能的提高有很大的幫助。

（7）從混凝土初凝至達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度期間，應(yīng)避免受到缺水養(yǎng)護(hù)、較大溫差、凍結(jié)、振動(dòng)等損害，防止混凝土結(jié)構(gòu)受到破壞而無法補(bǔ)救。

（8）加強(qiáng)施工監(jiān)測?？蛇M(jìn)行混凝土溫度、濕度、收縮變形及現(xiàn)場溫度、濕度、風(fēng)速、日照等數(shù)據(jù)的監(jiān)測，及時(shí)反饋，指導(dǎo)施工。

3.3 應(yīng)用效果

在整個(gè)項(xiàng)目的施工過程中，嚴(yán)格按照上述措施施工，改善控制混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，經(jīng)相關(guān)部門的檢查，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)中該工程對耐久性的要求。

4 結(jié)論

改善混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，延長結(jié)構(gòu)使用壽命的關(guān)鍵，是要根據(jù)工程所處的環(huán)境條件，從混凝土選擇原材料和配合比優(yōu)化，以及生產(chǎn)和加工過程，包括攪拌、運(yùn)送、澆筑、振搗、抹面、養(yǎng)護(hù)以及拆模各個(gè)環(huán)節(jié)，賦予混凝土早期具有“健康的基因”——堅(jiān)實(shí)、勻質(zhì)的基體，或者說盡量小的內(nèi)應(yīng)力，并且應(yīng)重視使用階段的維護(hù)和管理。

[1]金偉良，趙羽習(xí)．混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究的回顧與展望[J]．浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2002,（4）：371-380,403．

[2]程云虹，劉斌．混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究現(xiàn)狀及趨勢[J]．東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2003,（6）：600-605．

[3]石開展．關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的探討[J]．四川建筑科學(xué)研究，2006,（4）：82-85．

[4]陳健文．對普通混凝土耐久性設(shè)計(jì)的一些探討[J]．混凝土，2009（12）：114-116.

[5]BG/T 50082-2009,混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S]．

責(zé)任編輯：余詠梅

Construction Period Control over Concrete Structure Durability

Concrete is the most commonly used building material,though;its structure is easily invaded by destructive media in certain construction or application by the environment elements which cause durable damages.This article first stated the main factors that affect the durability of concrete,then stressed the importance of durability of concrete structure under construction period and finally puts forward the control measures to improve the durability of concrete structure by citing an example of a certain project in Chongqing.

concrete;durability;construction period;control measures

TU528

A

1671-9107（2011）07-0047-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2011.07.047

2011-06-09

郭可（1970-），重慶人，高級(jí)工程師，重慶建工第七建筑工程有限責(zé)任公司總經(jīng)理，主要從事建筑施工管理。