盐渍环境地铁混凝土结构耐久性设计和实践

2021-11-23周天

商品与质量 2021年5期

周天

新疆乌京基础设施建设管理有限公司新疆乌鲁木齐 830000

在城市交通运行压力不断增加的背景下，地铁交通的应用优势也在逐渐凸显出来。与此同时，如何优化混凝土结构设计，提升其耐久性也成为施工单位重点关注的话题。结合以往的数据勘察资料可以了解到，普通的混凝土结构在盐渍环境中，其表面在2 到3 年的时间内便会出现较为严重的腐蚀，在五年左右的时间期限内会出现钢筋结构腐蚀的情况，影响到结构基础强度，由此可见，做好混凝土结构耐久设计，对于提升地铁运营环境安全性有着积极地意义。

1 盐渍环境下混凝土结构腐蚀机理

盐渍环境中存在较多的氯离子、钠离子和硫酸根离子，在土壤水分提供的环境下，会使土壤环境呈现出较强酸性，从而对混凝土结构带来较强的腐蚀性。在具体的反应中，混凝土材料中所包含的钙离子和铝离子，会在酸性环境下发生化学反应，形成水化硫铝酸钙，使混凝土结构的完整性逐渐遭到破坏。如果盐渍环境中所含硫酸根离子的浓度较大，那么其也会在原有腐蚀的基础上出现进一步的腐蚀，从而造成混凝土结构膨胀的情况，影响到结构的完整性。而氯离子会沿着产生的裂隙进入到混凝土内部，与钢筋结构中的铁离子发生化学反应，生成三价铁离子，在钢筋表面形成铁锈，铁锈具备一定的吸水性，会进一步加快氧化反应，导致结构腐蚀情况加剧。

2 盐渍环境下提高混凝土耐久性的设计方法

2.1 优化混凝土拌和比例

通过优化混凝土拌和比例，可以提升混凝土材料的综合性能，从而提高材料本身的耐腐蚀性。在具体的应用中，需要注意以下几点：①做好水泥材料的筛选工作，一般情况下使用到的水泥材料为普通硅酸盐水泥，强度为42.5，但结合盐渍环境的特殊性，所使用的水泥材料内不能掺有石灰石，可选择掺有高炉粒化矿渣的水泥材料；②做好矿物掺和料的选择，主要包括粉煤灰材料、粉碎后的矿渣等，为了防止在盐渍环境下出现的碱化反应，技术人员需要对材料中可溶性碱的具体含量进行测定，根据相关性要求，所使用的材料含碱量不能超过0.5kg/cm3。③对于材料拌和比例进行优化控制，在确保材料基础强度的情况下，适当提高矿物掺和料的比例，这样可以降低水泥材料中易反应化学元素的总含量，从而提高分析结果的实用价值[1]。

2.2 添加结构保护层

在对混凝土结构进行保护时，选择添加结构保护层属于常见的处理方式，通过添加结构保护层，可以延缓盐渍环境的侵入速度，借此来提升混凝土结构的稳固性。在具体的应用中，还需要注意以下几点内容：第一，控制好保护层材料的选择工作，结合以往的施工经验，目前应用较多的保护层材料有硅烷材料、环氧底漆、丙烯酸聚氨酯漆料、改性防水卷材等，针对不同结构，需要做好保护层材料的搭配工作。例如，在侧墙处理时，可以选择“硅烷表面浸渍+改性沥青防水卷材”组合的形式来作为保护层，而顶板结构在处理时，其外表面直接铺设防水卷材即可满足要求。第二，对于保护层厚度进行控制，不同结构位置处铺设的材料厚度也存在着较大差异，需要对材料的最小保护层厚度进行计算，在确保混凝土结构稳定性的同时，可以减少施工成本支出。例如，在对地下连续墙进行作业时，其紧邻盐渍环境的部分，保护层厚度不能小于70mm，而背靠盐渍环境的部分，其保护层厚度不小于50mm，从而提升混凝土结构的抗腐蚀性[2]。

2.3 选择优良的防腐剂

通过选择优良的防腐剂，可以起到改善混凝土材料性能的作用，从而提高混凝土结构的耐腐性。在具体的选择中，可以选择流变型防腐剂来作为混凝土拌和时的外加剂，在混凝土拌和的过程中，所选防腐剂需要采用后掺法来进行拌和，同时也需要提前计算好防腐剂的添加总量，使混凝土的流变性能可以控制在合理范围内，避免添加量过多导致混凝土浇筑结构出现断裂、脆性过高的情况。因此，对于具体的使用量也需要在实验室内完成，结合盐渍环境特点进行合理选择，提高材料本身的实用性[3]。

2.4 冬季施工中混凝土的养护

做好浇筑后的养护及保温工作：尤其是由正温养护转入负温养护前，必须保证混凝土的抗压强度大于等于设计强度的40%，对于C10 以下的混凝土不得小于5MPa。为了避免施工气温低而且昼夜温差大对浇筑混凝土内部温升和外界气温温度梯度较大的影响，施工人员应边浇注边进行混凝土的侧模保温，并在混凝土终凝之后上面覆盖两——三层草袋，开始浇水养护，并随时测定混凝土内部温升和混凝土表面温度，进行有效的温控措施。晚间浇筑混凝途：混凝土铺筑后，采用蓄热法保温养生，由于水泥的水化作用释放出的热量使混凝土集料温度上升，塑料布和草苫子覆盖路面使水化热量蓄保起来，以减少路面热量的失散。使之在适宜的温度下硬化达到一定的强度时就可进行最后一遍抹面压纹工作。为防雨雪天气把草苫子湿透而去保温作用，宜把苫子盖在底层。塑料布盖在上层。特别值得注意的是，因钢摸板散热快、致使混激土两侧结冰。因此。混凝土四边，一定要加厚盖好，减少空气对流。采用真空吸水工艺：可吸出多余的游离态水份，降低混凝土的水灰比，提高混凝土的强度，增强抗冻性，并能缩短混凝士的抹面工作时间；从而能大大提高新浇筑混凝土的抗冻能力。