水工混凝土结构耐久性影响因素分析及控制

2020-03-01张昆

绿色环保建材 2020年4期

张昆

中铁二十一局第一工程有限公司

1 引言

在进行水中项目施工中，大多数工程所采用的都是混凝土结构，因为混凝土结构的耐久性较强，更有利于稳定整个工程的项目。但是在进行混凝土结构的制作的过程中，会受到很多因素的影响，比如材料、人员等，一旦混凝土的结构耐久性发生了变化和影响，这必然会降低整个工程的项目。因此，必须加强水环境工程中混凝土结构耐久性的影响性分析，及时的控制可能会存在的风险，以提高混凝土结构耐久性，保证工程的质量。

2 水工混凝土结构耐久性的基本阐述

混凝土耐久性从字面意识解释即是混凝土可以承受的时间，简言之就是混凝土结构长期在自然环境、外部环境等的作用之下，所能够保证的寿命。一般施工人员都会对其有一个时间估算，保证项目建成后不会因为耐久力的问题花大资金去修复，同时，其也能够满足外观性、功能性以及安全性等要求。耐久性实际上属于对混凝土的一类指标测定，其包括抗腐蚀性、抗冻性等等，尤其是跨海跨河工程，混凝土直接与水接触，环境较为复杂，很可能会因为物理或者化学的因素影响到混凝土的耐久性。因此，必须要采用合理方式，控制水工混凝土结构耐久性，提高工程项目的质量。

3 影响水工混凝土结构耐久性的几点因素

3.1 原材料质量

混凝土原材料的质量会直接影响到水工混凝土结构的耐久性。有些工人在挑选原材料时，面对市场上五花八门的材料，挑选不合理，最终应用到混凝土结构的制作过程中，影响了混凝土结构的抗冻性、抗渗性等耐久性功能。因此必须严格把控混凝土制作的质量，其次还要根据工作环境、施工条件等严格的选择骨料、外加剂等原材料，保证好原材料的质量。

3.2 构造设计问题

施工混凝土结构的制作设计问题会直接关乎到混凝土的耐久性，例如对混凝土结构的形体尺寸设计、架构设计等。在设计的过程中为了避免出现问题，应该根据水利工程的实际情况，比如地基实际可承受的能力，荷载分布的情况，减少裂缝的产生等，通过合理的设计架构进一步提升水工结构混凝土的性能，设计钢筋厚度，提升结构耐久性。

3.3 施工质量问题

影响施工质量的因素有很多，如上文的原材料质量，其中最关键的还是施工人员的技术水平，比如在进行混凝土的制作时，不严格控制其配比，水和灰之间的比例不平衡，水的比例较多，这必然会导致混凝土硬化之后不够紧实，还易出现裂缝，而这样的混凝土结构质量是非常差的，如果遇到较为恶劣的环境，必然会出现渗透、冻融等，影响水利工程项目的质量。

4 工作环境问题

4.1 冻融

混凝土内部本身就存在一些小的空隙，空隙内部还含有水分，如果遇到天气较为寒冷的情况下，内部孔隙中的水分就会结成冰，然后产生应力。如果温度升高，自然会化成水，内部的应力也会逐步降低，但是来回反复的作用会损伤混凝土的结构，使得混凝土结构内部出现老化的现象，这也就是俗称的冻融作用。其会使得混凝土结构的表面出现剥落，内部逐步开裂。经过冻融作用下的混凝土结构抗压性会逐步降低，包括其弹性、泊松比等力学性能都会受到影响。

4.2 渗透性破坏

工程项目所处的环境一般都比较恶劣。在这种状态之下，混凝土结构内部很容易渗透入一些有害的气体、液体等，然后破坏混凝土内部的结构，如果不对其进行定时的维护或者及时的补救，必然会影响到混凝土结构的耐久性。上文简单说过了水灰之间的比例会直接影响混凝土的密实度，一般密实度越好，混凝土的抗渗性就越强，也不易受到渗透性的破坏。除此之外，混凝土的骨料粒径越大，抗渗性越低。

4.3 碳化作用

混凝土结构内部出现了碳化作用，实际上就是内部结构中渗入了二氧化碳气体,气体与混凝土结构内部中的碱性物质发生了反应，形成了碳酸钙和水,从而降低了混凝土内部的碱度，造成这一问题的原因包括材料因素以及环境因素。如果混凝土结构长期处于一个温度较低的环境中，表面就会逐步收缩，然后产生一种拉力。如果这种拉力超过混凝土自身的抗拉强度，混凝土表面就会出现干裂现象。然后空气中的二氧化碳就会渗入到混凝土结构中，产生碳化反应。当温度一升高，内部的二氧化碳就会扩散。一张一弛必然会影响到混凝土结构的耐久性。

4.4 碱骨料反应

在混凝土内部有一系列的碱性物质，如果和活性骨料发生反应之后，这一类物质就会膨胀，逐步混凝土内部的结构就会受到破坏。如果出现了碱骨料反应，那么混凝土结构基本很难进行补救。所以可见碱骨料的反应是影响混凝土结构耐久性以及杀伤力最大的一个因素。

5 控制水工混凝土结构耐久性的策略

5.1 加强材料质量的检测

想要进一步提高水工混凝土结构的耐久性，首先要保证混凝土材料的质量及安全问题。一般制作水工混凝土时需要的成分是水、沙石、水泥等一些辅料。为了避免因为原材料所造成的耐久性下降，在整个施工过程中，必须要加强对材料的检测，包括进一步落实材料的强度、核载力等各方面的指标。除此之外，还需要了解材料它本身所具有的化学成分、干缩程度等等。要严格的去检测并记录。避免在后期出现的一些裂缝等不良现象，影响水工混凝土结构的耐受力，保证整个工程质量是符合实际需求的。

5.2 施工工艺的进一步提高

施工工艺是直接影响混凝土耐受力的因素之一，提高施工工艺，可以进一步的改善工艺的质量，因此在进行前期的设计过程中，必须要保证设计人员拥有相应的资质以及足够的经验，落实好每一位施工人员，确保都是持证上岗。持此之外在设计前期应该提前对水工附近的环境、交通等进行调研并记录，合理的进行混凝土的设计，以保证设计和实际环境相符合。除此之外也要保证施工人员的施工技艺，严格按照要求进行施工，可以邀请老师傅来场地进行授课，提高施工人员的素质。亦或是建立严格的责任制，如若出现问题，具体到个人，提高施工人员的责任心。

5.3 控制好施工现场

工程的施工现场是非常复杂的，内部会涉及到各种各样的部门、程序等，如若不做好管理，很容易会出现材料的随意摆放，工程的管理混乱等，影响了水工混凝土结构的耐久性。因此必须要做好现场的监管工作，合理分配各项资源，保证内部工作有条不紊的运行。同时也可以请第三方工程监理单位对其进行监管，进一步保障混凝土施工的质量。

5.4 严格控制混凝土施工质量，降低环境的破坏率

首先需要合理的控制混凝土理论配合比，根据结构所需要使用的年限、所处的环境、结构类型等合理的进行混凝土的配比，在使用水胶比以及水泥用量时应满足标准性的要求。同时还需要考虑运输的条件、浇筑所采用的方法，根据混凝土的坍落度合理选择混凝土，尽可能的表面混凝土在硬化之后所形成的收缩性现象。其次控制好混凝土保护层的厚度。在设置垫块时其强度以及耐久性不能低于结构本体，其形状和尺寸都要满足一定的要求，合理的分析以及计算保护层的厚度，采取合理的措施对出现的厚度问题进行处理，提高混凝土结构的耐久性。最后要控制好混凝土浇筑的质量。在浇筑之前需要对一些细节进行处理，水平面铺上20mm左右的水泥砂浆，如果混凝土的和易性较差，不能在表面加水，应该通过振捣等方式进一步的改善混凝土的和易性。如果在浇筑的时表面有积水，要及时的排出。当然如果在浇筑过程中出现混凝土凝固现象的，应该及时的进行处理。