水工結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

摘 要：建筑施工過(guò)程中，混凝的耐久性是結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)，目前我國(guó)水工建設(shè)中對(duì)混凝土耐久性指標(biāo)不夠重視，在混凝土的前期設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮好強(qiáng)度與耐久性的關(guān)系，在原材料的選擇上不夠合理，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了混凝土的耐久性與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。文章對(duì)混凝土水工結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)進(jìn)行了研究，表明水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)重視混凝土的強(qiáng)度和耐久性，合理選擇原材料，按照科學(xué)的性能指標(biāo)對(duì)混凝土進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，利用科學(xué)的實(shí)施組織方法更好地保證水工結(jié)構(gòu)的耐久性。

關(guān)鍵詞：水工混凝土；結(jié)構(gòu)；耐久性；設(shè)計(jì)；研究

混凝土身耐久性是其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要保障，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性指的是使用條件與環(huán)境下結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定性能力，通常采用優(yōu)選原材料，科學(xué)控制物質(zhì)配合比，經(jīng)過(guò)高質(zhì)量的養(yǎng)護(hù)工作的混凝土具有較好的耐久性，但是如果水工結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)環(huán)境變化，比如水密切接觸就會(huì)出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，對(duì)其耐久性造成嚴(yán)重的威脅，因此如何提高混凝土耐久性成為目前水工相關(guān)研究人員研究的重點(diǎn)。文章從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料優(yōu)化以及施工方法優(yōu)化控制等方面對(duì)水工結(jié)構(gòu)混凝土施工設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，為提高混凝土耐久性設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

1 原材料優(yōu)化與控制

水工結(jié)構(gòu)混凝土的主要原材料是骨料，因此骨料的選擇直接影響到混凝土的耐久性高低。較優(yōu)的混凝土骨料是灰?guī)r骨料，灰?guī)r骨料的有線脹系數(shù)較低，其綜合抗裂性能較高，常用于大型的水利水電工程。但是在實(shí)際的水工施工過(guò)程中，對(duì)骨料選擇通常遵循地取材的原則，骨料用量大，因此我們更應(yīng)重視選骨料加工設(shè)備的質(zhì)量，對(duì)骨料的粒形與匹配進(jìn)行優(yōu)化，從根源上達(dá)到提高混凝土的綜合性能。

選用水泥的品質(zhì)對(duì)混凝土強(qiáng)度與耐久性也有較大影響，目前很多水電工程對(duì)混凝土的熱水泥要求越來(lái)越高，嚴(yán)格進(jìn)行水泥比表面積的比對(duì)，比較水泥中C3A的含量，嚴(yán)格地控制水泥的選擇。近年來(lái)國(guó)際水泥生產(chǎn)的強(qiáng)度普遍提高，使水泥中的C3A含量高于早期標(biāo)準(zhǔn)，因此現(xiàn)在使用的混凝土耐久性得不到保障，各種結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的幾率越來(lái)越高。目前我們?cè)谒そY(jié)構(gòu)混凝土原材料的選擇中，應(yīng)采用比表面積相對(duì)較小，強(qiáng)度稍低的水泥，控制水泥的發(fā)熱量，盡可能避免選用強(qiáng)度較高的水泥材料，有效地控制裂縫的產(chǎn)生。為了提高混凝土的耐久性與綜合性能，可以利用摻加優(yōu)質(zhì)外加劑的途徑進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。外加劑與摻加料通常采用粉煤灰，粉煤灰的加入能有效減少混凝土的用水量，有利于減小混凝的收縮現(xiàn)象發(fā)生的幾率，有利于延緩混凝土的溫升峰值的出現(xiàn)時(shí)間。

2 設(shè)計(jì)指標(biāo)優(yōu)化與控制

水工結(jié)構(gòu)混凝土在設(shè)計(jì)中應(yīng)采用28d強(qiáng)度設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循混凝土技術(shù)指標(biāo)，考慮裂縫與耐久性間的關(guān)系。采用28d齡期強(qiáng)度設(shè)計(jì)能有效提高結(jié)構(gòu)混凝土的荷載，但是對(duì)于承載齡期較長(zhǎng)的部分結(jié)構(gòu)，如果繼續(xù)采用28d齡期強(qiáng)度設(shè)計(jì)，就會(huì)增加混凝土水泥的用量，使混凝土溫升速度變快，所以這種情況下，應(yīng)多摻粉煤灰等摻和料，減少水泥用量，合理利用混凝土的后期強(qiáng)度，降低混凝土的溫升速度，減少混凝土開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高混凝土耐久性。相關(guān)的混凝土技術(shù)規(guī)范中指出，水工建筑工程在竣工前可以采用大于90d前齡期的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，尤其對(duì)于抗沖磨的水利施工工程，甚至有些工程還采用100d以上齡期強(qiáng)度的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有效控制了混凝土水泥的用量，對(duì)混凝土的耐久性及其綜合性能的提高有很大的促進(jìn)作用。

3 單位用水量?jī)?yōu)化和控制

混凝土用水量是混凝土技術(shù)的關(guān)鍵，對(duì)混凝土性能有著重要的影響。對(duì)工程的混凝土骨料進(jìn)行工藝加工，改善其粒形大小，降低其針片狀顆粒含量，有利于減少混凝土單位用水量。另外，對(duì)水泥配制加入需水量較低的粉煤灰或者其他減水劑也能有效降低混凝土單位用水量。

在混凝土的實(shí)際生產(chǎn)中，用水量容易受到砂石含水量的動(dòng)態(tài)影響。某些工程由于地形問(wèn)題無(wú)法使人工砂達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)脫水狀態(tài)，因此對(duì)混凝土質(zhì)量造成不同程度的影響。所以在施工中我們應(yīng)保證骨料的體積與厚度，盡量將骨料進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)脫水，這樣能有效控制骨料含水率，避免因波動(dòng)引起的混凝土參數(shù)的變化，進(jìn)而保證混凝土的質(zhì)量。

4 施工方法和施工組織

施工過(guò)程質(zhì)量的監(jiān)理，包括施工方法的選擇與科學(xué)的施工組織是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。目前很多施工場(chǎng)地多采用泵運(yùn)送混凝土進(jìn)行施工，但是泵送混凝土的用水量高，絕熱升溫快，容易在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，因此在施工中應(yīng)盡量采用常態(tài)混凝土，保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

水工結(jié)構(gòu)混凝土在施工中所用鋼筋較為密集，通常采用振搗的方法進(jìn)行澆筑，這種方法容易導(dǎo)致混凝土的密度降低，如果出現(xiàn)過(guò)振現(xiàn)象還會(huì)導(dǎo)致骨料與砂漿分離，極大降低了混凝土表面抗裂能力，因此我們應(yīng)盡量采用自密實(shí)混凝土，避免因振搗而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

在地下洞等施工現(xiàn)場(chǎng)，由于施工環(huán)境的特殊性，很容易因?yàn)榛炷吝\(yùn)輸不及時(shí)而出現(xiàn)冷縫現(xiàn)象，可以考慮多工作面同時(shí)開工的方法，提高混凝土系統(tǒng)的拌和能力，減少澆筑過(guò)程混凝土品種數(shù)量，同時(shí)要做好現(xiàn)場(chǎng)管理，對(duì)混凝土進(jìn)行有序澆筑，減少冷縫出現(xiàn)的幾率。

5 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著施工機(jī)械與技術(shù)的發(fā)展，水工混凝土的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也隨之提高，如何提高水工混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性成為施工的關(guān)鍵問(wèn)題。在施工前應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行優(yōu)選，按照混凝土原材料技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行原材料的制定，通過(guò)改善骨料粒形和級(jí)配降低混凝土用水量；在施工過(guò)程中應(yīng)科學(xué)地控制施工方法和施工組織，提高混凝土澆筑質(zhì)量，有效保證混凝土的耐久性與穩(wěn)定性。還應(yīng)注意地下施工的組織設(shè)計(jì)，避免施工冷縫的出現(xiàn)，對(duì)混凝土進(jìn)行有效的溫度控制，提高混凝土綜合耐久性。

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