水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性影響因素分析及控制

張 昆

中鐵二十一局第一工程有限公司

1 引言

在進(jìn)行水中項(xiàng)目施工中，大多數(shù)工程所采用的都是混凝土結(jié)構(gòu)，因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性較強(qiáng)，更有利于穩(wěn)定整個(gè)工程的項(xiàng)目。但是在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)的制作的過(guò)程中，會(huì)受到很多因素的影響，比如材料、人員等，一旦混凝土的結(jié)構(gòu)耐久性發(fā)生了變化和影響，這必然會(huì)降低整個(gè)工程的項(xiàng)目。因此，必須加強(qiáng)水環(huán)境工程中混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響性分析，及時(shí)的控制可能會(huì)存在的風(fēng)險(xiǎn)，以提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，保證工程的質(zhì)量。

2 水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的基本闡述

混凝土耐久性從字面意識(shí)解釋即是混凝土可以承受的時(shí)間，簡(jiǎn)言之就是混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期在自然環(huán)境、外部環(huán)境等的作用之下，所能夠保證的壽命。一般施工人員都會(huì)對(duì)其有一個(gè)時(shí)間估算，保證項(xiàng)目建成后不會(huì)因?yàn)槟途昧Φ膯?wèn)題花大資金去修復(fù)，同時(shí)，其也能夠滿足外觀性、功能性以及安全性等要求。耐久性實(shí)際上屬于對(duì)混凝土的一類指標(biāo)測(cè)定，其包括抗腐蝕性、抗凍性等等，尤其是跨海跨河工程，混凝土直接與水接觸，環(huán)境較為復(fù)雜，很可能會(huì)因?yàn)槲锢砘蛘呋瘜W(xué)的因素影響到混凝土的耐久性。因此，必須要采用合理方式，控制水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，提高工程項(xiàng)目的質(zhì)量。

3 影響水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的幾點(diǎn)因素

3.1 原材料質(zhì)量

混凝土原材料的質(zhì)量會(huì)直接影響到水工混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。有些工人在挑選原材料時(shí)，面對(duì)市場(chǎng)上五花八門的材料，挑選不合理，最終應(yīng)用到混凝土結(jié)構(gòu)的制作過(guò)程中，影響了混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍性、抗?jié)B性等耐久性功能。因此必須嚴(yán)格把控混凝土制作的質(zhì)量，其次還要根據(jù)工作環(huán)境、施工條件等嚴(yán)格的選擇骨料、外加劑等原材料，保證好原材料的質(zhì)量。

3.2 構(gòu)造設(shè)計(jì)問(wèn)題

施工混凝土結(jié)構(gòu)的制作設(shè)計(jì)問(wèn)題會(huì)直接關(guān)乎到混凝土的耐久性，例如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的形體尺寸設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)等。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中為了避免出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)該根據(jù)水利工程的實(shí)際情況，比如地基實(shí)際可承受的能力，荷載分布的情況，減少裂縫的產(chǎn)生等，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)架構(gòu)進(jìn)一步提升水工結(jié)構(gòu)混凝土的性能，設(shè)計(jì)鋼筋厚度，提升結(jié)構(gòu)耐久性。

3.3 施工質(zhì)量問(wèn)題

影響施工質(zhì)量的因素有很多，如上文的原材料質(zhì)量，其中最關(guān)鍵的還是施工人員的技術(shù)水平，比如在進(jìn)行混凝土的制作時(shí)，不嚴(yán)格控制其配比，水和灰之間的比例不平衡，水的比例較多，這必然會(huì)導(dǎo)致混凝土硬化之后不夠緊實(shí)，還易出現(xiàn)裂縫，而這樣的混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量是非常差的，如果遇到較為惡劣的環(huán)境，必然會(huì)出現(xiàn)滲透、凍融等，影響水利工程項(xiàng)目的質(zhì)量。

4 工作環(huán)境問(wèn)題

4.1 凍融

混凝土內(nèi)部本身就存在一些小的空隙，空隙內(nèi)部還含有水分，如果遇到天氣較為寒冷的情況下，內(nèi)部孔隙中的水分就會(huì)結(jié)成冰，然后產(chǎn)生應(yīng)力。如果溫度升高，自然會(huì)化成水，內(nèi)部的應(yīng)力也會(huì)逐步降低，但是來(lái)回反復(fù)的作用會(huì)損傷混凝土的結(jié)構(gòu)，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，這也就是俗稱的凍融作用。其會(huì)使得混凝土結(jié)構(gòu)的表面出現(xiàn)剝落，內(nèi)部逐步開(kāi)裂。經(jīng)過(guò)凍融作用下的混凝土結(jié)構(gòu)抗壓性會(huì)逐步降低，包括其彈性、泊松比等力學(xué)性能都會(huì)受到影響。

4.2 滲透性破壞

工程項(xiàng)目所處的環(huán)境一般都比較惡劣。在這種狀態(tài)之下，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部很容易滲透入一些有害的氣體、液體等，然后破壞混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如果不對(duì)其進(jìn)行定時(shí)的維護(hù)或者及時(shí)的補(bǔ)救，必然會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。上文簡(jiǎn)單說(shuō)過(guò)了水灰之間的比例會(huì)直接影響混凝土的密實(shí)度，一般密實(shí)度越好，混凝土的抗?jié)B性就越強(qiáng)，也不易受到滲透性的破壞。除此之外，混凝土的骨料粒徑越大，抗?jié)B性越低。

4.3 碳化作用

混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)了碳化作用，實(shí)際上就是內(nèi)部結(jié)構(gòu)中滲入了二氧化碳?xì)怏w,氣體與混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部中的堿性物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)，形成了碳酸鈣和水,從而降低了混凝土內(nèi)部的堿度，造成這一問(wèn)題的原因包括材料因素以及環(huán)境因素。如果混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于一個(gè)溫度較低的環(huán)境中，表面就會(huì)逐步收縮，然后產(chǎn)生一種拉力。如果這種拉力超過(guò)混凝土自身的抗拉強(qiáng)度，混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)干裂現(xiàn)象。然后空氣中的二氧化碳就會(huì)滲入到混凝土結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生碳化反應(yīng)。當(dāng)溫度一升高，內(nèi)部的二氧化碳就會(huì)擴(kuò)散。一張一弛必然會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

4.4 堿骨料反應(yīng)

在混凝土內(nèi)部有一系列的堿性物質(zhì)，如果和活性骨料發(fā)生反應(yīng)之后，這一類物質(zhì)就會(huì)膨脹，逐步混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)就會(huì)受到破壞。如果出現(xiàn)了堿骨料反應(yīng)，那么混凝土結(jié)構(gòu)基本很難進(jìn)行補(bǔ)救。所以可見(jiàn)堿骨料的反應(yīng)是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性以及殺傷力最大的一個(gè)因素。

5 控制水工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的策略

5.1 加強(qiáng)材料質(zhì)量的檢測(cè)

想要進(jìn)一步提高水工混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，首先要保證混凝土材料的質(zhì)量及安全問(wèn)題。一般制作水工混凝土?xí)r需要的成分是水、沙石、水泥等一些輔料。為了避免因?yàn)樵牧纤斐傻哪途眯韵陆?，在整個(gè)施工過(guò)程中，必須要加強(qiáng)對(duì)材料的檢測(cè)，包括進(jìn)一步落實(shí)材料的強(qiáng)度、核載力等各方面的指標(biāo)。除此之外，還需要了解材料它本身所具有的化學(xué)成分、干縮程度等等。要嚴(yán)格的去檢測(cè)并記錄。避免在后期出現(xiàn)的一些裂縫等不良現(xiàn)象，影響水工混凝土結(jié)構(gòu)的耐受力，保證整個(gè)工程質(zhì)量是符合實(shí)際需求的。

5.2 施工工藝的進(jìn)一步提高

施工工藝是直接影響混凝土耐受力的因素之一，提高施工工藝，可以進(jìn)一步的改善工藝的質(zhì)量，因此在進(jìn)行前期的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要保證設(shè)計(jì)人員擁有相應(yīng)的資質(zhì)以及足夠的經(jīng)驗(yàn)，落實(shí)好每一位施工人員，確保都是持證上崗。持此之外在設(shè)計(jì)前期應(yīng)該提前對(duì)水工附近的環(huán)境、交通等進(jìn)行調(diào)研并記錄，合理的進(jìn)行混凝土的設(shè)計(jì)，以保證設(shè)計(jì)和實(shí)際環(huán)境相符合。除此之外也要保證施工人員的施工技藝，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工，可以邀請(qǐng)老師傅來(lái)場(chǎng)地進(jìn)行授課，提高施工人員的素質(zhì)。亦或是建立嚴(yán)格的責(zé)任制，如若出現(xiàn)問(wèn)題，具體到個(gè)人，提高施工人員的責(zé)任心。

5.3 控制好施工現(xiàn)場(chǎng)

工程的施工現(xiàn)場(chǎng)是非常復(fù)雜的，內(nèi)部會(huì)涉及到各種各樣的部門、程序等，如若不做好管理，很容易會(huì)出現(xiàn)材料的隨意擺放，工程的管理混亂等，影響了水工混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此必須要做好現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)管工作，合理分配各項(xiàng)資源，保證內(nèi)部工作有條不紊的運(yùn)行。同時(shí)也可以請(qǐng)第三方工程監(jiān)理單位對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管，進(jìn)一步保障混凝土施工的質(zhì)量。

5.4 嚴(yán)格控制混凝土施工質(zhì)量，降低環(huán)境的破壞率

首先需要合理的控制混凝土理論配合比，根據(jù)結(jié)構(gòu)所需要使用的年限、所處的環(huán)境、結(jié)構(gòu)類型等合理的進(jìn)行混凝土的配比，在使用水膠比以及水泥用量時(shí)應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)性的要求。同時(shí)還需要考慮運(yùn)輸?shù)臈l件、澆筑所采用的方法，根據(jù)混凝土的坍落度合理選擇混凝土，盡可能的表面混凝土在硬化之后所形成的收縮性現(xiàn)象。其次控制好混凝土保護(hù)層的厚度。在設(shè)置墊塊時(shí)其強(qiáng)度以及耐久性不能低于結(jié)構(gòu)本體，其形狀和尺寸都要滿足一定的要求，合理的分析以及計(jì)算保護(hù)層的厚度，采取合理的措施對(duì)出現(xiàn)的厚度問(wèn)題進(jìn)行處理，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。最后要控制好混凝土澆筑的質(zhì)量。在澆筑之前需要對(duì)一些細(xì)節(jié)進(jìn)行處理，水平面鋪上20mm左右的水泥砂漿，如果混凝土的和易性較差，不能在表面加水，應(yīng)該通過(guò)振搗等方式進(jìn)一步的改善混凝土的和易性。如果在澆筑的時(shí)表面有積水，要及時(shí)的排出。當(dāng)然如果在澆筑過(guò)程中出現(xiàn)混凝土凝固現(xiàn)象的，應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行處理。

5.5 定期進(jìn)行維護(hù)

水工混凝土結(jié)構(gòu)正常運(yùn)行之后，有關(guān)部門需要定期對(duì)其進(jìn)行檢查、合理化監(jiān)督，通過(guò)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估混凝土結(jié)構(gòu)的壽命，尤其是要衡量好工作環(huán)境，及時(shí)的采取預(yù)防性措施，定時(shí)做檢測(cè)以及安全鑒定，合理評(píng)估混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。如果發(fā)現(xiàn)混凝土的表面已經(jīng)出現(xiàn)了病害，如碳化、脫落等應(yīng)及時(shí)采取措施處理。

6 結(jié)語(yǔ)

水工混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)受到原材料質(zhì)量、構(gòu)造設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量、工作環(huán)境等因素的影響，因此必須要控制好這些因素，才能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久力，保證工程項(xiàng)目的順利運(yùn)行。如加強(qiáng)控制施工質(zhì)量、合理選擇施工材料、提高工藝等，除此之外也不能忽視后期的定期維護(hù)，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，提高工程的質(zhì)量。