土木工程施工中混凝土硬化影響因素及對(duì)策研究

【摘 要】土木工程施工中混凝土硬化及持久性狀況對(duì)于土木工程的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響，也是土木工程設(shè)計(jì)和施工中所重點(diǎn)關(guān)注和解決的問(wèn)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(xì)的分析，從凍融破壞、堿集料反應(yīng)和化學(xué)侵蝕三個(gè)方面給與了闡述，最后提出了加強(qiáng)和改善土木工程設(shè)計(jì)和施工中影響混凝土硬化和持久性的上述幾個(gè)因素的解決對(duì)策和方案。

【關(guān)鍵詞】土木工程；施工；混凝土硬化；影響因素；對(duì)策

1 混凝土硬化質(zhì)量及耐久性的基本內(nèi)涵及其對(duì)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(shè)計(jì)和施工中的基本環(huán)節(jié)，也是影響工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素，混凝土硬化質(zhì)量及耐久性是指混凝土的結(jié)構(gòu)、抗力性等基本屬性可以在其使用的環(huán)境下在工程質(zhì)量所允許的時(shí)間內(nèi)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(jù)相關(guān)混凝土工程的抽樣調(diào)查研究顯示，混凝土硬化質(zhì)量及耐久性對(duì)于工程質(zhì)量本身的重要性系數(shù)達(dá)到了0.63，由此可見(jiàn)混凝土硬化及持久性的好壞成了土木工程設(shè)計(jì)和施工中的關(guān)鍵問(wèn)題。

混凝土硬化質(zhì)量及耐久性對(duì)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(fā)揮的因素做好細(xì)分識(shí)別和建立相應(yīng)的防范機(jī)制問(wèn)題，具體來(lái)說(shuō)包括對(duì)于混凝土工程的物力破壞、化學(xué)破壞和機(jī)械破壞等三種類(lèi)型以及每一種類(lèi)型下的破壞發(fā)生機(jī)理及其特點(diǎn)。相關(guān)土木工程混凝土工程的抽樣調(diào)查顯示，由上述三種類(lèi)型所引起的混凝土工程問(wèn)題占其全部原因的64.8%以上。

2 目前我國(guó)土木工程施工中混凝土硬化質(zhì)量的基本狀況、存在問(wèn)題及其原因分析

隨著土木工程設(shè)計(jì)和施工中由于混凝土工程的問(wèn)題而對(duì)整個(gè)土木工程整體的影響和作用日益突出，使得目前對(duì)于混凝土施工及其質(zhì)量控制檢測(cè)和工程驗(yàn)收中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和方案有了較大的改進(jìn)和優(yōu)化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2007-2010年期間土木工程設(shè)計(jì)和施工中由于混凝土硬化和混凝土工程的持久性問(wèn)題而導(dǎo)致的工程質(zhì)量不合格率和未通過(guò)驗(yàn)收的比率平均每年減低了近7.5%，另外土木工程施工企業(yè)和單位對(duì)于混凝土施工、控制、管理和驗(yàn)收的工作加強(qiáng)了重視，期間實(shí)現(xiàn)了資金資源年均4.3%的增長(zhǎng)幅度。

但依然由于各種主客觀方面的原因，使得對(duì)于混凝土施工中和持久性問(wèn)題上對(duì)于以下幾個(gè)問(wèn)題的疏忽和缺乏深刻解讀，從而產(chǎn)生了一系列問(wèn)題，下面進(jìn)行綜合詳細(xì)的分析。

第一，土木工程施工中混凝土硬化和持久性中由于缺乏對(duì)于冰融環(huán)境給混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞和各種內(nèi)向壓力的作用機(jī)制的了解和具體分析，使得混凝土工程多出現(xiàn)表皮脫落和結(jié)構(gòu)異動(dòng)的工程質(zhì)量問(wèn)題。混凝土的抗凍性能與混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)和氣泡含量多少密切相關(guān)。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(jié)構(gòu)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。

第二，土木工程施工中混凝土硬化和持久性中由于缺乏對(duì)于混凝土工程中經(jīng)常出現(xiàn)的堿集料反應(yīng)發(fā)生條件和相應(yīng)機(jī)制的洞察，使得這一來(lái)自混凝土工程內(nèi)部的破壞力很難在初期被有效的檢測(cè)出來(lái)，也難以做好前期的預(yù)防工作?；炷恋膲A-集料反應(yīng)，是指混凝土中的堿與集料中活性組分發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，引起混凝土的膨脹，開(kāi)裂，甚至破壞?；炷翂A集料反應(yīng)需具備三個(gè)條件，即有相當(dāng)數(shù)量的堿、相應(yīng)的活性集料和水分，反應(yīng)通常有三種類(lèi)型即堿硅酸反應(yīng)、堿碳酸鹽反應(yīng)和慢膨脹型堿硅酸鹽反應(yīng)。

第三，土木工程施工中混凝土硬化和持久性中由于缺乏對(duì)于侵蝕性因素給混凝土體和鋼筋體影響作用和機(jī)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(qiáng)度受到了嚴(yán)重影響，從而使得工程質(zhì)量的生命周期大大縮短。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)處在有侵蝕性介質(zhì)作用的環(huán)境時(shí)，會(huì)引起水泥石發(fā)生一系列化學(xué)、物理與物化變化，而逐步受到侵蝕，嚴(yán)重的使水泥石強(qiáng)度降低，以至破壞；鋼筋的銹蝕，其一表現(xiàn)為鋼筋在外部介質(zhì)作用下發(fā)生電化反應(yīng)，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(zhì)滲入鋼筋的通道，加快結(jié)構(gòu)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(duì)策

根據(jù)混凝土硬化質(zhì)量及持久性基本內(nèi)涵及其對(duì)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(xiàng)目施工的基本現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及其原因的基礎(chǔ)上，參考相關(guān)混凝土設(shè)計(jì)施工的相關(guān)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(duì)策提出和改善土木工程施工中混凝土的硬化和持久性能。

第一，土木工程施工中提高混凝土硬化質(zhì)量和持久性能中應(yīng)該注重水泥類(lèi)原材料的選擇問(wèn)題。水泥類(lèi)材料的強(qiáng)度和工程性能，是通過(guò)水泥砂漿的凝結(jié)，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(jié)合具體情況進(jìn)行選擇。水泥強(qiáng)度并非是決定混凝土強(qiáng)度和性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)，如用較低標(biāo)號(hào)水泥同樣可以配制高標(biāo)號(hào)混凝土。

第二，土木工程施工中提高混凝土硬化質(zhì)量和持久性能中應(yīng)該注重集料和摻合集料的堿活性問(wèn)題，同時(shí)做好級(jí)配問(wèn)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(nèi)孔結(jié)構(gòu)，填充內(nèi)部空隙，提高密實(shí)度，高摻量混凝土還能抑制堿集料反應(yīng)，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(lái)發(fā)展的高性能混凝土。

第三，土木工程施工中提高混凝土硬化質(zhì)量和持久性能中應(yīng)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(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)可以提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土強(qiáng)度，減少用水量；大體積混凝土的澆筑振搗應(yīng)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(shí)度和抗?jié)B性，重視混凝土振搗后的表面工序，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土裂縫?；炷恋氖┕み^(guò)程對(duì)控制構(gòu)件外觀裂縫，施工裂縫至關(guān)重要，應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，特殊季節(jié)施工的混凝土結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)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(hù)工作對(duì)于保證和提高其使用質(zhì)量和生命周期來(lái)說(shuō)也是不可缺少的重要環(huán)節(jié)。由于維修費(fèi)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(fèi)用。因此定期的檢查和維護(hù)是非常必要的，這對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性是非常重要的。尤其是結(jié)構(gòu)的損壞有可能會(huì)導(dǎo)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(cè)與評(píng)估的法規(guī)，確保這些工程在使用期內(nèi)能正常的使用。

4 總結(jié)

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(shí)踐中對(duì)混凝土硬化和持久性產(chǎn)生關(guān)鍵且現(xiàn)實(shí)中還很難解決的幾個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題和技術(shù)因素進(jìn)行了分析，最后通過(guò)原材料的選擇、集料和摻合集料的選取、混凝土配比的設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)性混凝土的拌制方法等幾個(gè)方面提出了解決文中所提及的影響混凝土工程質(zhì)量和耐久性的方法和策略。

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