地鐵車站混凝土耐久性影響因素的研究

（南京市軌道交通建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站， 江蘇 南京 210029）

地鐵車站混凝土耐久性影響因素的研究

唐 浩

（南京市軌道交通建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站， 江蘇 南京 210029）

地鐵站作為公共基礎(chǔ)設(shè)施，公眾對其質(zhì)量要求比較高，然而目前國內(nèi)的地鐵工程經(jīng)常出現(xiàn)混凝土受到腐蝕的現(xiàn)象。本文通過對地鐵站的位置以及周圍環(huán)境進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了腐蝕的自然因素與人為因素，希望針對這些因素提出增強(qiáng)地鐵車站混凝土耐久性做出相關(guān)措施。

地鐵站；混凝土；耐久性

一、混凝土耐久性簡介

地鐵工程中混凝土的耐久性是保證地鐵可以正常運行的基礎(chǔ)，它是指在地鐵的規(guī)定使用時間內(nèi)，在各種外界環(huán)境條件的影響下，混凝土不需要二次的保護(hù)或加固工程就能一直正常使用，安全性良好。地鐵工程屬于投資花費巨大、建成所需時間很長的國家級項目，因此對工程的完工質(zhì)量有著很高的要求。在混凝土的結(jié)構(gòu)方面，需要混凝土滿足受力要求并具有合格的耐久性以保證地鐵工程的整體質(zhì)量，耐久性不達(dá)標(biāo)會使得設(shè)施老化，造成不必要的資金浪費?；炷聊途眯缘闹饕绊懸蛩匕ɑ瘜W(xué)物質(zhì)腐蝕、環(huán)境變化等自然影響因素以及材料問題、設(shè)計施工問題等人工影響因素，針對這些因素提出相應(yīng)措施對于解決混凝土耐久性問題十分重要。

二、影響混凝土耐久性的因素

（一）化學(xué)物質(zhì)對混凝土的腐蝕

混凝土中包含著碳酸氫鈣、氫氧化鈣以及其他的一些水化物等[1]，這些物質(zhì)很容易與一些酸性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一些新的成分混雜在混凝土中，容易使混凝土本身產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，從內(nèi)部對混凝土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害，降低混凝土的強(qiáng)度與耐久性。

（二）地鐵雜散電流的影響

地鐵雜散電流是指地鐵在運行過程中軌道與大地之間的不是完全絕緣的，由于本身采用的是直流供電方式，會有一部分電流泄漏到大地，這些電流就會形成雜散電流。雜散電流會加速混凝土的腐蝕，比起疲勞以及鹽類腐蝕等因素對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕更嚴(yán)重，需要引起工作人員的重視。

（三）混凝土本身的碳化

混凝土中的堿性物質(zhì)容易與空氣中的二氧化碳發(fā)生中性化作用，這會改變混凝土本身的成分，影響自身結(jié)構(gòu)與性能，影響混凝土的耐久性。碳化后混凝土的堿性會降低從而影響到鋼筋表面帶有的鈍化膜[2]，進(jìn)而加劇混凝土的腐蝕。

（四）凍融產(chǎn)生的影響

地鐵運行的某些地區(qū)，水分含量比較多并且溫度較低，會產(chǎn)生凍融現(xiàn)象，對混凝土的耐久性產(chǎn)生破壞。凍融指的是在低溫下水凝固成冰，體積比起液體狀態(tài)會增大，對混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，一旦應(yīng)力超過混凝土本身的承受能力，就會對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。盡管冰可能融化，但是混凝土的破壞是不可逆的，混凝土的耐久性也就隨之下降。

（五）混凝土原材料品質(zhì)的影響

混凝土的材料品質(zhì)會極大影響到混凝土的耐久性，施工過程中，如果原材料的搭配不合理或者質(zhì)量不合格，就會出現(xiàn)類似于各成分相互反應(yīng)的現(xiàn)象，對混凝土的耐久性產(chǎn)生影響。此外，若原材料中氯離子的含量過高，會加速混凝土的腐蝕，將會對混凝土的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

（六）地鐵工程的施工設(shè)計出現(xiàn)問題

地鐵工程的某些施工方在進(jìn)行設(shè)計時，只注重眼下的經(jīng)濟(jì)成本而忽視了混凝土結(jié)構(gòu)的持久程度，會對混凝土的耐久性產(chǎn)生影響。施工方在建設(shè)過程中沒有嚴(yán)格按照科學(xué)規(guī)范對各個細(xì)節(jié)做出要求，比如保護(hù)層的厚度、混凝土的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)形狀以及水灰比等，會削弱混凝土自身的性能，耐久度不達(dá)標(biāo)，長遠(yuǎn)上看是不合理的。

三、提升混凝土耐久性的措施

（一）做好合理的原材料選擇

混凝土原材料的合理選擇在保證混凝土耐久性方面處于基礎(chǔ)地位。首先，施工方要嚴(yán)格按照施工的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對混凝土材料進(jìn)行合理搭配，要保證原材料質(zhì)量可靠，嚴(yán)禁因為眼前的經(jīng)濟(jì)利益而忽視長遠(yuǎn)的質(zhì)量問題。其次，在對原材料進(jìn)行攪拌混合時，可以適當(dāng)?shù)募尤胍恍└咝У膲A水劑，這種方法可以在保證混凝土粘結(jié)力的基礎(chǔ)上減少水的使用量，從而減少水灰比，提高混凝土的密實度、強(qiáng)度和抗凍性能等，保證混凝土的耐久性。最好，還可以摻入一些活性的礦物材料如石灰石粉、粉煤灰等，填充混凝土內(nèi)部的空隙提升其密實度，同時也可以降低堿集料反應(yīng)的發(fā)生，促進(jìn)混凝土耐久性的提高。

（二）進(jìn)行合理的施工設(shè)計

合理的施工設(shè)計在提高混凝土耐久性方面起著關(guān)鍵的作用。首先，要選擇合適的施工位置，盡量避開腐蝕嚴(yán)重的區(qū)域，為混凝土提供一個良好的外部環(huán)境。其次，要設(shè)計合理的保護(hù)層，根據(jù)需要選擇保護(hù)層的厚度，保護(hù)層可以有效阻止外部的一些腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)，保護(hù)層采用堿性較高的材料進(jìn)行構(gòu)筑，可以在趕緊的表面形成鈍化膜，避免鋼筋與混凝土的直接接觸，有效對雙方進(jìn)行保護(hù)。最后，要嚴(yán)格按照規(guī)定要求對正常使用情況下的極限狀態(tài)的工作裂縫進(jìn)行設(shè)計，控制和避免非工作裂縫的出現(xiàn)[3]。

（三）施工過程中的要求

為保證混凝土的耐久性，必須嚴(yán)格執(zhí)行施工各階段的要求。第一，對攪拌混凝土的水膠比進(jìn)行嚴(yán)格的控制，如果為了施工的方便沒有合理用水，會使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)更多更大的孔隙，降低混凝土自身的密實度，影響混凝土的耐久性，因此施工人員必須按照工藝要求將用水量控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，合格的完成攪拌工作。第二，對混凝土的拌合過程中的各個參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格檢查，要合理的設(shè)置各種參數(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的拌合程序，規(guī)范拌合操作步驟，只要每一個環(huán)節(jié)都符合執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，才能確?；炷恋玫匠浞?jǐn)嚢?，滿足工程要求的質(zhì)量，保證混凝土耐久性。最后，要對混凝土的澆筑以及振搗的程序進(jìn)行控制，保證澆筑工作的連續(xù)性，避免出現(xiàn)孔洞、不平整等現(xiàn)象，要做好工程后期的養(yǎng)護(hù)工作，對外露的混凝土結(jié)構(gòu)，在凝固前將原漿做好抹平壓光，保證混凝土密實程度，提高其耐久性。

四、未來的研究展望

混凝土耐久性如文中所述，影響因素包括凍融等自然因素以及設(shè)計等人為因素，針對這些因素，文章主要從材料選擇和施工構(gòu)筑構(gòu)件方向進(jìn)行分析，當(dāng)前我國在材料和構(gòu)件的研究已經(jīng)比較深入，但是關(guān)于整體結(jié)構(gòu)的耐久性研究還處于起步階段，這將成為未來研究的重點。

現(xiàn)階段，關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究已經(jīng)從定性分析逐漸地轉(zhuǎn)向深層次定量分析，在今后的一段時間提高混凝土耐久性主要依靠人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色系統(tǒng)等先進(jìn)理論方面進(jìn)行相關(guān)工作的開展，有關(guān)單位需要加強(qiáng)這方面的資金與人力投入。

結(jié)語

地鐵作為關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施，其質(zhì)量關(guān)系到人民群眾的安全以及切身利益，對國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及群眾對政府的認(rèn)可起著關(guān)鍵的作用?；炷恋哪途眯杂绊懙罔F工程質(zhì)量的一項重要指標(biāo)，應(yīng)受到有關(guān)單位的重視，采取積極措施。為了提高混凝土的耐久性，在材料選擇方面，應(yīng)合理選擇混凝土原材料的種類，保證其質(zhì)量，適當(dāng)將高效的堿水劑和活性礦物材料摻入其中；在設(shè)計方面，合理選擇保護(hù)層厚度，對構(gòu)造進(jìn)行合理設(shè)計；施工方面，要嚴(yán)格按照施工工序，控制攪拌混凝土的水膠比以及拌合工序的參數(shù)，并做好混凝土的后期養(yǎng)護(hù)，保證工程質(zhì)量。此外，有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)耐久性深層次的研究，這樣才能提高混凝土耐久性，保證地鐵工程質(zhì)量，保障人民的生活質(zhì)量與人身安全。

[1]羅玲玲.地鐵混凝土耐久性影響因素的研究現(xiàn)狀[J].綠色環(huán)保建材,2016,(09):104.

[2]戴芳芳.淺談地鐵車站外墻結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性測試[J].四川水泥,2014,(10):81.

[3]徐健,楊洋,陳夢成,王凱.地鐵混凝土耐久性影響因素的研究現(xiàn)狀[J].水利與建筑工程學(xué)報,2010,(05):1-3

TU75

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1007-6344（2017）08-0266-01