地铁车站混凝土耐久性影响因素的研究

（南京市轨道交通建设工程质量安全监督站， 江苏 南京 210029）

地铁车站混凝土耐久性影响因素的研究

唐 浩

（南京市轨道交通建设工程质量安全监督站， 江苏 南京 210029）

地铁站作为公共基础设施，公众对其质量要求比较高，然而目前国内的地铁工程经常出现混凝土受到腐蚀的现象。本文通过对地铁站的位置以及周围环境进行了分析，发现了腐蚀的自然因素与人为因素，希望针对这些因素提出增强地铁车站混凝土耐久性做出相关措施。

地铁站；混凝土；耐久性

一、混凝土耐久性简介

地铁工程中混凝土的耐久性是保证地铁可以正常运行的基础，它是指在地铁的规定使用时间内，在各种外界环境条件的影响下，混凝土不需要二次的保护或加固工程就能一直正常使用，安全性良好。地铁工程属于投资花费巨大、建成所需时间很长的国家级项目，因此对工程的完工质量有着很高的要求。在混凝土的结构方面，需要混凝土满足受力要求并具有合格的耐久性以保证地铁工程的整体质量，耐久性不达标会使得设施老化，造成不必要的资金浪费。混凝土耐久性的主要影响因素包括化学物质腐蚀、环境变化等自然影响因素以及材料问题、设计施工问题等人工影响因素，针对这些因素提出相应措施对于解决混凝土耐久性问题十分重要。

二、影响混凝土耐久性的因素

（一）化学物质对混凝土的腐蚀

混凝土中包含着碳酸氢钙、氢氧化钙以及其他的一些水化物等[1]，这些物质很容易与一些酸性物质发生化学反应生成一些新的成分混杂在混凝土中，容易使混凝土本身产生膨胀现象，从内部对混凝土的结构产生损害，降低混凝土的强度与耐久性。

（二）地铁杂散电流的影响

地铁杂散电流是指地铁在运行过程中轨道与大地之间的不是完全绝缘的，由于本身采用的是直流供电方式，会有一部分电流泄漏到大地，这些电流就会形成杂散电流。杂散电流会加速混凝土的腐蚀，比起疲劳以及盐类腐蚀等因素对混凝土结构的腐蚀更严重，需要引起工作人员的重视。

（三）混凝土本身的碳化

混凝土中的碱性物质容易与空气中的二氧化碳发生中性化作用，这会改变混凝土本身的成分，影响自身结构与性能，影响混凝土的耐久性。碳化后混凝土的碱性会降低从而影响到钢筋表面带有的钝化膜[2]，进而加剧混凝土的腐蚀。

（四）冻融产生的影响

地铁运行的某些地区，水分含量比较多并且温度较低，会产生冻融现象，对混凝土的耐久性产生破坏。冻融指的是在低温下水凝固成冰，体积比起液体状态会增大，对混凝土产生膨胀应力，一旦应力超过混凝土本身的承受能力，就会对混凝土结构产生损害。尽管冰可能融化，但是混凝土的破坏是不可逆的，混凝土的耐久性也就随之下降。

（五）混凝土原材料品质的影响

混凝土的材料品质会极大影响到混凝土的耐久性，施工过程中，如果原材料的搭配不合理或者质量不合格，就会出现类似于各成分相互反应的现象，对混凝土的耐久性产生影响。此外，若原材料中氯离子的含量过高，会加速混凝土的腐蚀，将会对混凝土的结构产生破坏。

（六）地铁工程的施工设计出现问题

地铁工程的某些施工方在进行设计时，只注重眼下的经济成本而忽视了混凝土结构的持久程度，会对混凝土的耐久性产生影响。施工方在建设过程中没有严格按照科学规范对各个细节做出要求，比如保护层的厚度、混凝土的强度、结构形状以及水灰比等，会削弱混凝土自身的性能，耐久度不达标，长远上看是不合理的。

三、提升混凝土耐久性的措施

（一）做好合理的原材料选择

混凝土原材料的合理选择在保证混凝土耐久性方面处于基础地位。首先，施工方要严格按照施工的规范标准，对混凝土材料进行合理搭配，要保证原材料质量可靠，严禁因为眼前的经济利益而忽视长远的质量问题。其次，在对原材料进行搅拌混合时，可以适当的加入一些高效的碱水剂，这种方法可以在保证混凝土粘结力的基础上减少水的使用量，从而减少水灰比，提高混凝土的密实度、强度和抗冻性能等，保证混凝土的耐久性。最好，还可以掺入一些活性的矿物材料如石灰石粉、粉煤灰等，填充混凝土内部的空隙提升其密实度，同时也可以降低碱集料反应的发生，促进混凝土耐久性的提高。

（二）进行合理的施工设计

合理的施工设计在提高混凝土耐久性方面起着关键的作用。首先，要选择合适的施工位置，尽量避开腐蚀严重的区域，为混凝土提供一个良好的外部环境。其次，要设计合理的保护层，根据需要选择保护层的厚度，保护层可以有效阻止外部的一些腐蚀性物质进入到混凝土结构内，保护层采用碱性较高的材料进行构筑，可以在赶紧的表面形成钝化膜，避免钢筋与混凝土的直接接触，有效对双方进行保护。最后，要严格按照规定要求对正常使用情况下的极限状态的工作裂缝进行设计，控制和避免非工作裂缝的出现[3]。

（三）施工过程中的要求

为保证混凝土的耐久性，必须严格执行施工各阶段的要求。第一，对搅拌混凝土的水胶比进行严格的控制，如果为了施工的方便没有合理用水，会使混凝土内部出现更多更大的孔隙，降低混凝土自身的密实度，影响混凝土的耐久性，因此施工人员必须按照工艺要求将用水量控制在规定的范围内，合格的完成搅拌工作。第二，对混凝土的拌合过程中的各个参数进行严格检查，要合理的设置各种参数，严格执行标准的拌合程序，规范拌合操作步骤，只要每一个环节都符合执行标准，才能确保混凝土得到充分搅拌，满足工程要求的质量，保证混凝土耐久性。最后，要对混凝土的浇筑以及振捣的程序进行控制，保证浇筑工作的连续性，避免出现孔洞、不平整等现象，要做好工程后期的养护工作，对外露的混凝土结构，在凝固前将原浆做好抹平压光，保证混凝土密实程度，提高其耐久性。

四、未来的研究展望

混凝土耐久性如文中所述，影响因素包括冻融等自然因素以及设计等人为因素，针对这些因素，文章主要从材料选择和施工构筑构件方向进行分析，当前我国在材料和构件的研究已经比较深入，但是关于整体结构的耐久性研究还处于起步阶段，这将成为未来研究的重点。

现阶段，关于混凝土结构耐久性的研究已经从定性分析逐渐地转向深层次定量分析，在今后的一段时间提高混凝土耐久性主要依靠人工神经网络、灰色系统等先进理论方面进行相关工作的开展，有关单位需要加强这方面的资金与人力投入。

结语

地铁作为关键的基础设施，其质量关系到人民群众的安全以及切身利益，对国家的经济发展以及群众对政府的认可起着关键的作用。混凝土的耐久性影响地铁工程质量的一项重要指标，应受到有关单位的重视，采取积极措施。为了提高混凝土的耐久性，在材料选择方面，应合理选择混凝土原材料的种类，保证其质量，适当将高效的碱水剂和活性矿物材料掺入其中；在设计方面，合理选择保护层厚度，对构造进行合理设计；施工方面，要严格按照施工工序，控制搅拌混凝土的水胶比以及拌合工序的参数，并做好混凝土的后期养护，保证工程质量。此外，有关部门应加强耐久性深层次的研究，这样才能提高混凝土耐久性，保证地铁工程质量，保障人民的生活质量与人身安全。

[1]罗玲玲.地铁混凝土耐久性影响因素的研究现状[J].绿色环保建材,2016,(09):104.

[2]戴芳芳.浅谈地铁车站外墙结构混凝土的耐久性测试[J].四川水泥,2014,(10):81.

[3]徐健,杨洋,陈梦成,王凯.地铁混凝土耐久性影响因素的研究现状[J].水利与建筑工程学报,2010,(05):1-3

TU75

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1007-6344（2017）08-0266-01