影響水工建筑物耐久性的主要因素及預(yù)防對(duì)策

于振興

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，建筑行業(yè)得到了迅猛發(fā)展。水工建筑物作為我國水利工程的重要組成部分，其建筑整體的安全性、穩(wěn)定性、耐久性是人們所看重的重要因素。目前大部分的水工建筑都是利用鋼筋混凝土作為主要結(jié)構(gòu)，雖然其穩(wěn)定性較強(qiáng)，但影響其耐久性的因素極多，如不采取相應(yīng)對(duì)策，便會(huì)導(dǎo)致水工建筑物整體施工質(zhì)量下降。綜上所述，本文將對(duì)影響水工建筑物耐久性的主要因素及預(yù)防對(duì)策展開簡單的分析，以期提升水工建筑工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

Abstract： With the continuous improvement of China's economic level， the construction industry has been developing rapidly. Hydraulic building as an important part of China's water conservancy project， its safety， stability and durability of the whole building are important factors. At present， the main structure of most of the hydraulic buildings is reinforced concrete， although its stability is strong， many factors impacts its durability. If not take the corresponding countermeasures， the overall construction quality of hydraulic building will be decreased. In summary， this paper will analyze the main factors affecting the durability of hydraulic building and the preventive countermeasures， with a view to improving the overall quality of hydraulic building projects.

關(guān)鍵詞：水工建筑物；耐久性；影響因素；預(yù)防對(duì)策

Key words： hydraulic building；durability；influencing factors；prevention measures

中圖分類號(hào)：TV698.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）19-0191-02

0 引言

水利工程作為我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其規(guī)模與數(shù)量正在逐漸增大。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)水工建筑物的穩(wěn)定性提出了更高要求。水工建筑物在施工、使用過程中由于氣候條件、周邊環(huán)境等各種因素會(huì)對(duì)其耐久性造成極大影響，因此必須要加強(qiáng)水工建筑物的耐久性，才能為人們的生活安全提供保障。

1 影響水工建筑物耐久性的原因

1.1 施工材料

水工建筑物主要是利用鋼筋與混凝土兩部分共同組成，若其中任何一方出現(xiàn)質(zhì)量問題便會(huì)對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)耐久性造成極大影響，還會(huì)因建筑物周邊環(huán)境、氣候條件等各方面因素受到病害，從而會(huì)導(dǎo)致水工建筑物的耐久性降低。

1.2 施工技術(shù)

在水工建筑物施工過程中，由于部分施工人員綜合素質(zhì)較低，因此無法掌握合理的施工技術(shù)，同時(shí)也沒有充分掌握水工建筑物耐久性的重要性。另外，部分施工人員不具備較強(qiáng)責(zé)任心，因此在施工過程中沒有嚴(yán)格按照相關(guān)施工規(guī)范進(jìn)行施工。

1.3 環(huán)境因素

水工建筑物的所處位置、環(huán)境比較特殊[1]，尤其是針對(duì)海邊的水工建筑物，其在使用過程中，便會(huì)受到海水中鹽分的腐蝕。另外，當(dāng)污水與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)互相接觸，便會(huì)導(dǎo)致其保護(hù)層遭到破壞，從而導(dǎo)致水工建筑物的整體耐久性受到影響。

2 提升水工建筑物耐久性的策略

2.1 選用優(yōu)質(zhì)施工材料

在水工建筑物開始施工之前，便要選用優(yōu)質(zhì)[2]、合理的施工原材料進(jìn)行施工。要讓供貨商提供建筑材料的質(zhì)量檢測(cè)文件，在材料入場(chǎng)之前也要進(jìn)行嚴(yán)格的抽樣檢測(cè)工作，才能從根本上保證水工建筑物的整體耐久性。

2.2 合理控制水灰比、水泥用量

水灰比與水泥用量是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素，因此要將水灰比與水泥用量嚴(yán)格控制，才能提升水工建筑物整體的耐久性與施工質(zhì)量。

2.3 提升施工質(zhì)量

在水工建筑物竣工之后，要按照國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格審查。同時(shí)在施工過程中，監(jiān)理等施工管理人員、企業(yè)要控制好施工過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，才能從細(xì)節(jié)上控制好水工建筑物的整體質(zhì)量、耐久性。

3 韓江下游水工建筑物耐久性案例研究

結(jié)合實(shí)際案例可以更好地分析出提升水工建筑物耐久性的對(duì)策，下面將以韓江下游水工建筑物為調(diào)查對(duì)象，展開水工建筑物的耐久性分析。

3.1 韓江下游水工建筑物耐久性調(diào)查

本文對(duì)我國廣東潮汕地區(qū)韓江出?？诘臄?shù)座水工建筑物（擋潮閘）進(jìn)行了耐久性調(diào)查，韓江出?？谟形遄鶕醭遍l距南海較近[3]，并受到回灌海水、海風(fēng)、海霧等多方面壞境影響，部分擋潮閘的立柱、面板等位置均出現(xiàn)了嚴(yán)重被腐蝕現(xiàn)象。而其中被破壞的主要表現(xiàn)形式為建筑物中的鋼筋被銹蝕、混凝土發(fā)生脹裂、保護(hù)層脫落等，同時(shí)其受破壞現(xiàn)象還表現(xiàn)為擋潮閘斷面減小且結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重變形。而繼續(xù)對(duì)五座擋潮閘進(jìn)行仔細(xì)調(diào)查，經(jīng)分析后得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

①經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘察檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)擋潮閘的混凝土中滲透度已達(dá)到80-100mm，碳化深度為40-50mm，混凝土保護(hù)層無法發(fā)揮對(duì)鋼筋的保護(hù)作用；

②擋潮閘的沉降度極大，其最大沉降量可達(dá)83mm，位于同一閘室段的不均勻沉降現(xiàn)象也高達(dá)55mm，建筑整體出現(xiàn)由于不均勻沉降而導(dǎo)致的裂縫現(xiàn)象，其中的鋼筋受到嚴(yán)重腐蝕；

③調(diào)查人員對(duì)原設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了核實(shí)，圖紙中的結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15；通過調(diào)查發(fā)展，混凝土抗壓強(qiáng)度為161-22MPa范圍內(nèi)；

④通過檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，混凝土保護(hù)層厚度為12-50mm。

3.2 影響韓江下游水工建筑物耐久性因素分析

3.2.1 耐久性下降原因

通過檢測(cè)混凝土CI-滲透度與碳化度結(jié)果得知，在混凝土CI-中，其滲透度與碳化度貫穿了鋼筋保護(hù)層，CI-的最高滲透度可達(dá)到80-100mm[4]，而導(dǎo)致韓江下游水工建筑物耐久性下降的主要原因便是建筑物中的鋼筋由于長時(shí)間遭受回灌海水、海風(fēng)、海霧的腐蝕而產(chǎn)生體積膨脹現(xiàn)象，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)脹裂；位于河流近海段位置處，會(huì)含有較厚的淤泥，在擋潮閘建筑過程中，沒有對(duì)基礎(chǔ)處理妥當(dāng)，致使建筑物發(fā)生不均勻沉降，并導(dǎo)致水工建筑物中裂縫不斷增加，從而將鋼筋混凝土受腐蝕破壞速度加快；在建筑過程中，使用了強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土材料，使得其保護(hù)層過薄，使得水工建筑物整體的抗海水腐蝕性低，并影響建筑物整體的耐久性。

3.2.2 鋼筋混凝土受腐蝕原因

在混凝土中存在大量的Ca（OH）2，溶液中的pH值超過12。鋼筋基于堿性介質(zhì)作用下，便會(huì)在表面生成出較為穩(wěn)定的氧化物鈍化膜，從而保護(hù)鋼筋不受腐蝕。但混凝土存在CI-時(shí)，且其摩爾值大于0.6時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致pH值增大，便會(huì)使得鋼筋表面的氧化物鈍化膜遭到破壞，從而知識(shí)鋼筋受到腐蝕。

3.3 解決韓江下游水工建筑物耐久性劣化策略

3.3.1 選用高性能混凝土

針對(duì)韓江下游水工建筑物的耐久性分析結(jié)果，可以看出影響其耐久性的主要因素便是混凝土、鋼筋受到長時(shí)間的海水腐蝕而導(dǎo)致水工建筑物整體的耐久性降低，因此要想有效預(yù)防這種現(xiàn)象便要在建設(shè)過程中選用性能較好、抗腐蝕性較強(qiáng)的鋼筋混凝土材料提升水工建筑物的整體抗腐蝕性，才能提升建筑物整體的耐久性。

除了選用高性能材料之外，為提升混凝土的耐腐蝕性能，可利用高效外加劑與粉體技術(shù)將混凝土的性能強(qiáng)化?？梢栽诨炷镣獠客鈸絻?yōu)質(zhì)粉煤灰、礦渣粉、硅粉等材料，同時(shí)結(jié)合大體積混凝土水熱化控制技術(shù)等，來提升混凝土的性能、耐腐蝕性能。而針對(duì)韓江下游水工建筑物耐久性降低的問題，為了增強(qiáng)擋潮閘的耐久性，施工團(tuán)隊(duì)對(duì)相關(guān)水工建筑進(jìn)行了重建、翻修，并結(jié)合了抗海水腐蝕的建筑耐久性設(shè)計(jì)，利用大摻量細(xì)磨礦渣高性能混凝土作為施工材料，有效提升了韓江下游水工建筑物的整體耐久性。

3.3.2 提升水工建筑物抗海水腐蝕性能

為了提升水工建筑物的耐久性，除了采用合理的施工材料與施工技術(shù)外，還要進(jìn)行相應(yīng)的輔助性強(qiáng)化措施：

①提升混凝土保護(hù)層厚度：鋼筋的被腐蝕現(xiàn)象，主要是由碳化或CI-引起，因此其服務(wù)壽命是影響保護(hù)層厚度的重要因素，因此要加強(qiáng)保護(hù)層的厚度才能有效保證鋼筋不被腐蝕。經(jīng)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，基于大摻量細(xì)磨礦渣混凝土技術(shù)，其保護(hù)層厚度如果由3.5cm增加至5.0cm，其混凝土整體耐碳化年限可以提升150年左右；混凝土保護(hù)層厚度由3.0cm增加至6.0cm時(shí)[5]，鋼筋失鈍時(shí)間便可延長4倍左右。由此可見，為了有效提升水工建筑物的耐久性，便要提升混凝土的保護(hù)層厚度。因此在韓江下游水工建筑中，為了提升水工建筑物整體的抗海水腐蝕性，便要將混凝土的保護(hù)層厚度提升至大于5cm，同時(shí)也要在水工建筑項(xiàng)目施工過程中，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行嚴(yán)格施工。

②加強(qiáng)水工建筑物沉降量與不均勻沉降的控制力度：在韓江入?？谖恢玫挠倌鄬虞^厚，水工建筑物是以軟基為基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè)的，因此便會(huì)出現(xiàn)沉降量大且不均勻沉降的現(xiàn)象。針對(duì)韓江水工建筑物的耐久性問題，施工團(tuán)隊(duì)在重建過程中，利用深層水泥攪拌樁復(fù)合承載地基的施工處理辦法，將水工建筑物的不均勻沉降值嚴(yán)格控制在合理范圍之內(nèi)，并有效避免了水工建筑物出現(xiàn)裂縫，才能加強(qiáng)水工建筑物整體的耐久性。

③混凝土養(yǎng)護(hù)：由于韓江水工建筑物靠近海邊，海風(fēng)較為頻繁，如果對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)不到位便會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)部件出現(xiàn)干縮、裂縫現(xiàn)象，因此要避免這種現(xiàn)象發(fā)生才能提升水工建筑物的整體耐久性。在重建過程中，施工團(tuán)隊(duì)利用摻40%、60%細(xì)磨礦渣粉與純水泥制作出強(qiáng)度等級(jí)相同的混凝土板對(duì)水工建筑進(jìn)行重建施工，并結(jié)合保濕養(yǎng)護(hù)工作，從而有效提升了韓江下游水工建筑物整體的耐久性能。

4 結(jié)語

要想提升水工建筑物的整體耐久性，便要從施工設(shè)計(jì)、施工過程、環(huán)境因素三方面來考慮。由于水工建筑主要是利用鋼筋混凝土構(gòu)成，因此要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境、施工技術(shù)等各方面因素加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，同時(shí)在選用混凝土材料時(shí)，要選用性能好、強(qiáng)度高的材料才能從根本上提升水工建筑物整體的耐久性。相信在廣大建筑企業(yè)的不斷努力下，結(jié)合先進(jìn)的施工技術(shù)、施工材料提升水工建筑物的耐久性，從而促進(jìn)我國水利工程事業(yè)蓬勃發(fā)展。

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