在工程管理中影響混凝土結構耐久性的因素及措施分析

吳銳

【摘要】隨著技術水平的不斷提高，混凝土結構計算理論日趨完善，施工質量不斷提高，對混凝土結構強度的設計計算、施工質量控制等方面取得了很大的發展。然而，人們通常重視混凝土的強度而忽視混凝土的耐久性對工程質量的影響。本文分析了混凝土結構耐久性問題及影響因素，并闡述施工管理中提高混凝土耐久性的主要措施。

【關鍵詞】混凝土結構；耐久性；工程管理中；措施

1混凝土結構耐久性問題

1.1混凝土的碳化

空氣、土壤、地下水等環境的CO2侵入混凝土中，與水泥石中的堿性物質發生反應，使得混凝土中的pH值下降的過程稱為混凝土的碳化。碳化的危害是使混凝土鈍化膜破壞，當碳化深度到達鋼筋表面時，失去對鋼筋的保護作用，引起鋼筋的銹蝕，從而影響混凝土的耐久性。

1.2鋼筋的銹蝕

由于碳化作用使孔溶液中的PH值降低或足夠濃度的氯離子擴散到鋼筋表面，導致鈍化膜被破壞。鋼筋的銹蝕就有了發生的前提條件。鋼筋的銹蝕，其一表現為鋼筋在外部介質作用下發生電化反應，逐步生成氫氧化鐵等即鐵銹，其體積比原金屬增大2～4倍，造成混凝土順筋裂縫，從而成為腐蝕介質滲入鋼筋的通道，加快結構的損壞。氫氧化鐵在強堿溶液中會形成穩定的保護層，阻止鋼筋的銹蝕，但堿環境被破壞或減弱，則會造成鋼筋的銹蝕，如混凝土的碳化或中性化。

1.3混凝土的堿--集料反應

混凝土的堿--集料反應，是指混凝土中的堿與集料中活性組分發生的化學反應，引起混凝土的膨脹、開裂、甚至破壞。因反應的因素在混凝土內部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝土工程中的一大隱患。許多國家因堿--集料反應不得不拆除大壩、橋梁、海堤和學校，造成巨大損失，國內工程中也有堿--集料反應損害的類似報道，一些立交橋、鐵道軌枕等發生不同程度的膨脹破壞。

2影響混凝土結構耐久性的因素

混凝土結構耐久性是指一個構件、一個結構系統、一幢建筑物或一座構筑物在一定時期內維持其安全性、適用性的能力。也就是說，耐久性能良好的結構，在其使用期限內，應當能夠承受所有可能的荷載和環境作用，而且不會發生過度的腐蝕、損壞或破壞。因此可知，混凝土結構的耐久性是由混凝土、鋼筋材料本身特性和所處的使用環境兩方面共同決定的。

2.1設計方面的因素

設計考慮不周和設計構造的不合理也會影響混凝土結構的耐久性。

（1）沉降縫、伸縮縫等構造設計不合理；（2）構件開孔洞的洞口邊緣未配筋或配筋不當；（3）基礎建在濱海鹽漬地區；（4）隔熱層、分隔層、防滑層設計的不合理等。

2.2施工方面的因素

2.2.1鋼筋保護層的厚度不夠，鋼筋保護層的厚度是影響鋼筋銹蝕的重要因素，不少的銹蝕問題都是由于鋼筋保護層厚度不夠引起的。在施工中，有時鋼筋保護層墊塊不夠尺寸，綁扎鋼筋外漏，鋼筋網被踩踏、沖撞、固定不穩及振搗的作用力太大，均可使保護層發生變化，導致部分混凝土處鋼筋保護層厚度減少。

2.2.2材料的使用不當

（1）使用的水泥品種不當，水泥中含堿量過大；（2）使用的骨料含有堿活性礦物；（3）外加劑使用不當，例如使用含有氯離子的非高效減水劑、使用含氣量過大的引氣劑等。

2.2.3混凝土的密實性差

（1）骨料顆粒級配較差，會使混凝土用水量增大，用水量增大使硬化的混凝土孔隙增加，最終造成了混凝土的密實性差。（2）不規范的施工，在施工中由于未嚴格按照設計和規范要求施工，導致混凝土的密實性較差。

2.3使用方面的因素

有些舊建筑物已經使用好幾十年了，已滿足不了現代發展的使用要求，這些建筑物經常處于超負荷運轉中，由于費用等因素的影響使用單位往往忽視對建筑物早期的防腐處理和必要的維修加固，縮短建筑物的使用壽命。

3提高混凝土耐久性的措施

3.1嚴格控制混凝土材料配比

嚴格控制混凝土材料配比，關鍵是嚴格控制水灰比，保證水泥用量是保證混凝土密實性從而保證混凝土耐久性的重要措施，在滿足應有的坍落度的情況下，盡可能地降低水灰比，減少硬化后多余水形成的孔隙，從而有效地提高密實性、抗滲性而提高混凝土的耐久性。

3.2確保鋼筋保護層厚度

確保鋼筋保護層的完好性從混凝土的銹蝕破壞看，適當提高鋼筋保護層的厚度，尤其是建造在有腐蝕介質中的鋼筋混凝土建筑物，更應注意鋼筋保護層的厚度，使其真正起到防止鋼筋銹蝕的保護作用。保護層的厚度應滿足兩方面的要求：一是滿足構件在設計的基本周期內的碳化深度；二是要保護層有良好的抗滲性，其厚度應滿足抵抗引起鋼筋銹蝕的有害物質對混凝土侵入的要求。

3.3合理摻入活性混合料

合理摻入活性混合料，細度與活性良好的混合料，其顆粒可以填充混凝土中有害的大孔，其"二次水化"產物也可進一步填充這些有害的缺陷，可降低混凝土的孔隙率，改善孔結構。另外還可減少早期水化熱，減少溫度裂縫。摻入礦渣的水泥生產的混凝土，還具有良好的抗碳化性能、抗有機溶液滲透、抗凍融循環和抗鹽剝蝕的能力。摻粉煤灰的水泥生產的混凝土，干縮性小、抗裂性好，所以混凝土拌合物具有良好的和易性，硬化后具有良好的耐久性。在大體積混凝土或高濕度環境，或易受侵蝕的介質環境中十分適宜使用，經濟且耐久性好。

3.4嚴格控制骨料質量

混凝土骨料包括砂石材料，工程實際中，對砂石材料的選用往往不夠嚴格，為了保證混凝土結構的足夠耐久性，砂石材料的選用也是十分重要的。工程中，應選用質量優良的砂石材料，粗細適宜、級配良好的細集料和粗集料，可以盡可能提高混凝土的密實性，減小集料總表面積和集料間空隙率，減少水泥漿的用量，從而節約成本提高耐久性。

3.5結構的日常維護

結構在使用階段，應注意檢測、維護和修理，對處于露天和惡劣環境下的基礎設施工程更應如此，建立檢測和評估體系，及時發現，及時修理，確保混凝土結構的正常使用。

4結語

混凝土結構的耐久性對工程質量的影響已越來越突出，筆者在本文通過分析耐久性的影響因素，及闡述提高耐久性的措施，同時提出，混凝土耐久性的問題應越來越多地被工程技術與工程管理人員重視。

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