淺談土木工程施工中混凝土硬化影響因素及對策

杜軍

摘要：土木工程施工中混凝土硬化及持久性狀況對于土木工程的質量和結構穩定性有著至關重要的影響，也是土木工程設計和施工中所重點關注和解決的問題。本文分析和研究了影響土木工程施工混凝土硬化和持久性的因素并給予了詳細的分析，從凍融破壞、堿集料反應和化學侵蝕三個方面給與了闡述，最后提出了加強和改善土木工程設計和施工中影響混凝土硬化和持久性的上述幾個因素的解決對策和方案。

關鍵詞：土木工程；施工；混凝土硬化；影響因素；對策

1 混凝土硬化質量及耐久性的基本內涵及其對于土木工程施工的作用意義和要求概述

混凝土施工是土木工程設計和施工中的基本環節，也是影響工程質量的關鍵因素，混凝土硬化質量及耐久性是指混凝土的結構、抗力性等基本屬性可以在其使用的環境下在工程質量所允許的時間內能夠克服其本身因素和外部作用力因素而保持某種合乎工程要求的功能和效用的能力。據相關混凝土工程的抽樣調查研究顯示，混凝土硬化質量及耐久性對于工程質量本身的重要性系數達到了 0.63，由此可見混凝土硬化及持久性的好壞成了土木工程設計和施工中的關鍵問題。

混凝土硬化質量及耐久性對于土木工程施工的重要意義作用客觀上要求在土木工程施工中需要就影響混凝土澆灌及其硬化和性能持久發揮的因素做好細分識別和建立相應的防范機制問題，具體來說包括對于混凝土工程的物力破壞、化學破壞和機械破壞等三種類型以及每一種類型下的破壞發生機理及其特點。相關土木工程混凝土工程的抽樣調查顯示，由上述三種類型所引起的混凝土工程問題占其全部原因的 64.8% 以上。

2 目前我國土木工程施工中混凝土硬化質量的基本狀況、存在問題及其原因分析

隨著土木工程設計和施工中由于混凝土工程的問題而對整個土木工程整體的影響和作用日益突出，使得目前對于混凝土施工及其質量控制檢測和工程驗收中的相關標準和方案有了較大的改進和優化。據不完全統計，2007-2010 年期間土木工程設計和施工中由于混凝土硬化和混凝土工程的持久性問題而導致的工程質量不合格率和未通過驗收的比率平均每年減低了近 7.5%，另外土木工程施工企業和單位對于混凝土施工、控制、管理和驗收的工作加強了重視，期間實現了資金資源年均 4.3% 的增長幅度。但依然由于各種主客觀方面的原因，使得對于混凝土施工中和持久性問題上對于以下幾個問題的疏忽和缺乏深刻解讀，從而產生了一系列問題，下面進行綜合詳細的分析。

2.1 土木工程施工中混凝土硬化和持久性中由于缺乏對于冰融環境給混凝土結構產生的破壞和各種內向壓力的作用機制的了解和具體分析，使得混凝土工程多出現表皮脫落和結構異動的工程質量問題。混凝土的抗凍性能與混凝土內部的孔結構和氣泡含量多少密切相關。孔越少越小，破壞作用越小，封閉氣泡越多，抗凍性越好。影響混凝土抗凍性的因素，除了孔結構和含氣量外，還包括：混凝土的飽和度，水灰比，混凝土的齡期，集料的孔隙率及其間的含水率等。

2.2 土木工程施工中混凝土硬化和持久性中由于缺乏對于混凝土工程中經常出現的堿集料反應發生條件和相應機制的洞察，使得這一來自混凝土工程內部的破壞力很難在初期被有效的檢測出來，也難以做好前期的預防工作。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。混凝土堿集料反應需具備三個條件，即有相當數量的堿、相應的活性集料和水分，反應通常有三種類型即堿硅酸反應、堿碳酸鹽反應和慢膨脹型堿硅酸鹽反應。

2.3 土木工程施工中混凝土硬化和持久性中由于缺乏對于侵蝕性因素給混凝土體和鋼筋體影響作用和機制的了解，使得在各種侵蝕性因素的作用下混凝土和鋼筋體的性能和強度受到了嚴重影響，從而使得工程質量的生命周期大大縮短。當混凝土結構處在有侵蝕性介質作用的環境時，會引起水泥石發生一系列化學、物理與物化變化，而逐步受到侵蝕，嚴重的使水泥石強度降低，以至破壞；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。

3 土木工程施工中混凝土硬化影響因素解決方案的建議和對策根據混凝土硬化質量及持久性基本內涵及其對于土木工程施工的作用意義和要求的概述，在分析了目前土木工程施工中混凝土項目施工的基本現狀、存在問題及其原因的基礎上，參考相關混凝土設計施工的相關理論和研究成果，就本文所分析的影響和制約混凝土工程施工的因素提出如下的建議和對策提出和改善土木工程施工中混凝土的硬化和持久性能。

3.1 土木工程施工中提高混凝土硬化質量和持久性能中應該注重水泥類原材料的選擇問題。水泥類材料的強度和工程性能，是通過水泥砂漿的凝結，硬化形成的，水泥石一旦受損，混凝土的耐久性就被破壞，因此水泥的選擇需注意水泥品種的具體性能，選擇堿含量小，水化熱低，干縮性小，耐熱性，抗水性，抗腐蝕性，抗凍性能好的水泥，并結合具體情況進行選擇。水泥強度并非是決定混凝土強度和性能的唯一標準，如用較低標號水泥同樣可以配制高標號混凝土。

3.2 土木工程施工中提高混凝土硬化質量和持久性能中應該注重集料

和摻合集料的堿活性問題，同時做好級配問題。大量研究表明了摻粉煤灰，礦渣，硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能，改善混凝土內孔結構，填充內部空隙，提高密實度，高摻量混凝土還能抑制堿集料反應，因而摻混合材混凝土，是提高混凝土耐久性的有效措施。即近年來發展的高性能混凝土。

3.3 土木工程施工中提高混凝土硬化質量和持久性能中應該注重混凝土的拌制工藝，盡量采用諸如二次攪拌法、裹砂法和裹砂石法等方法的集成應用。一般來說可以提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土強度，減少用水量；大體積混凝土的澆筑振搗應控制混凝土的溫度裂縫，收縮裂縫，施工裂縫，建立混凝土的澆筑振搗制度，提高混凝土密實度和抗滲性，重視混凝土振搗后的表面工序，并加強養護，以減少混凝土裂縫。混凝土的施工過程對控制構件外觀裂縫，施工裂縫至關重要，應加強施工質量管理，特殊季節施工的混凝土結構，尚應采取特殊措施。另外，混凝土土木工程使用階段的檢查和維護工作對于保證和提高其使用質量和生命周期來說也是不可缺少的重要環節。由于維修費用不到位，造成工程安全隱患，并在以后需支出更多的大修費用。因此定期的檢查和維護是非常必要的，這對混凝土結構的適用性和耐久性是非常重要的。尤其是結構的損壞有可能會導致公眾安全的建筑物、橋梁和隧道等工程，有必要制定定期檢測與評估的法規，確保這些工程在使用期內能正常的使用。

4 結語

土木工程施工中混凝土硬化和持久性受到多種因素影響和制約，本文主要就土木工程實踐中對混凝土硬化和持久性產生關鍵且現實中還很難解決的幾個關鍵性問題和技術因素進行了分析，最后通過原材料的選擇、集料和摻合集料的選取、混凝土配比的設計以及結構性混凝土的拌制方法等幾個方面提出了解決文中所提及的影響混凝土工程質量和耐久性的方法和策略。

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