試論如何提高混凝土結構耐久性

摘要：近期南寧市政府城市建設部門出臺了有關在高層建筑、地鐵工程、跨江大橋、地下人防工程等必須使用優質混凝土的措施，這一措施的中心議題就是工程建設必須滿足耐久性要求。文章認為僅在混凝土使用方面重視質量是不夠的，應從工程設計、材料質量和施工等多方面、多渠道予以重視，并對此進行了探討。

關鍵詞：混凝土結構；耐久性；膨脹混凝土；預應力；結構節點；施工組織設計 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU377 文章編號：1009-2374（2016）07-0094-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.048

1 優化混凝土配合比

1.1 精選材料

1.1.1 水泥。品牌大廠旋窯PO42.5，水泥比表面積在300～350m?/kg之間。進貨時應分批存放，經檢驗合格后使用。

1.1.2 碎石。符合連續級配要求，粒徑5～25mm，最大粒徑不得大于40mm，壓碎值指標應小于10%，針片狀小于8%，含泥量小于0.5%。

1.1.3 砂。符合連續級配要求，細度模數3.0～2.3符合Ⅱ區顆粒級配，含泥量小于2%。不得使用海砂、山砂、以及石灰巖屬性人工砂。

1.1.4 不低于Ⅱ級粉煤灰

1.1.5 礦粉。應符合《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T18064-200895）中S95級及以上級別要求。

1.1.6 外加劑。不得使用含有氯化物的化學外加劑。應采用聚羧酸系列高效減水劑，固含量應大于15%。

1.2 精選混凝土配合比

在優化混凝土配合比方面，不僅是生產廠家要考慮成本需要，更重要的是保證3天、7天和28天設計強度的要求，同時生產的混凝土要具有黏聚性、保水性和流動性。有關C35配合比、28天強度統計等見表2。

表2說明：（1）執行經優化的C35配合比生產混凝土，試塊28天強度標準差較小，按GB/T50107-2010標準評定合格；（2）試塊強度分布圖表明強度大多在40～45MPa之間，強度值波動較小，質量非常穩定。

2 混凝土摻UEA膨脹劑補償收縮

為了闡述膨脹混凝土中膨脹機理對工程結構所起到的防水作用，本作者以南寧市匯春廣場工程地下室底板C35膨脹混凝土應用為例，來進一步說明。

2.1 膨脹劑、混凝土配合比、試塊強度

膨脹劑為采用南寧市橫縣水泥廠生產的AEA膨脹劑，其技術指標以及摻和后的混凝土試塊強度實測數據見表3和表4。

2.2 應用結論

2.2.1 匯春廣場設計的泵送膨脹混凝土配合比經施工證明是成功的，從統計資料表明，混凝土的抗壓強度和抗滲等級均達到和超過設計要求，質量較好。

2.2.2 根據設計要求地下室結構為具有補償收縮性能的膨脹混凝土，因此在地下室結構和預設后澆帶都采用了摻AEA膨脹劑。工程竣工經施工、監理、設計和質監站共同驗收，沒有發現裂紋，無滲漏現象。

2.2.3 抗滲試塊的試驗和工程抗滲專門檢測結果，得出混凝土抗滲等級均大于S6，滿足設計要求。

3 構建鋼筋混凝土結構剛度

3.1 擬用預應力混凝土結構

3.1.1 先張法。先張法即先張拉預應力鋼筋、后澆筑混凝土的方法。先張法是將張拉后的預應力鋼筋直接澆筑在混凝土內，依靠預應力鋼筋與周圍混凝土之間的黏結力來傳遞預應力。先張法一般用于生產中小型預制構件。

3.1.2 后張法。后張法是先澆筑混凝土構件，當構件混凝土達到一定的強度后，在構件上張拉預應力鋼筋的方法。按照預應力鋼筋與混凝土的關系分為有黏結和無黏結兩類。

3.2 結構節點加密配筋提高節點剛度

結構節點加密配置鋼筋是提高結構節點剛度的手段之一。筆者認為，在建筑物設計時應考慮在柱頭核心區及以上1000mm處（圖2）、在主次梁交接處（圖3）、在磚混結構的構造柱位于樓面以上1000mm處（圖4）、經計算剪力較大的大梁支座附近加密配置箍筋。

3.2.1 柱頭核心區及以上1000mm處加密配置箍筋（圖2）。

3.2.2 主次梁交接處加密配置箍筋（圖3）。

3.2.3 磚混結構的構造柱位于樓面以上1000mm加密配置鋼筋（圖4）。

4 混凝土結構施工措施與養護要求

4.1 留設施工后澆帶

有關施工后澆帶是在施工圖設計時做的考慮，往往設計方面更多考慮的是沉降后澆帶和施工分區后澆帶。而大面積、大跨度結構施工可能產生的混凝土收縮引發裂縫問題，這就應由施工方進行研究考慮。

4.2 模板安裝

模板系統安裝應是經過設計，經總工程師組織審定的施工圖方案。模板安裝完成后應由項目技術負責人和主任工程師組織初審，通過后提交總工程師組織驗收。模板系統應符合設計要求，有足夠的豎向和橫向剛度，確保施工混凝土結構時的穩定性。

4.3 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎應按符合設計要求進行，但應注意以下五個問題：（1）次梁主筋應擱置在主梁主筋上；（2）檐梁主筋應擱置在挑梁主筋上；（3）樓板底面和上兩層鋼筋之間應有撐筋；（4）鋼筋應有保護層墊塊；（5）混凝土結構內部埋置的管線應有不損害結構保護層的實際措施，如樓板內線管要有墊塊保證管線居于板中間等。

4.4 施工順序

混凝土結構施工應遵循先澆筑柱子，后澆筑樓面梁板。樓面梁板施工要依照建筑物長度方向從兩邊往中間均衡施工，以此確保模板系統的穩定與施工安全，進一步保證混凝土結構質量。

4.5 混凝土澆筑方法

混凝土澆筑前應關注混凝土的入模溫度，一般要求入模溫度應不大于45℃。如個別工程有嚴格要求，則采取混凝土攪拌時有降溫措施。有關大體積混凝土結構澆筑時為降低水化熱影響，則按照事先做好的施工組織設計方案進行施工。與此同時，混凝土澆筑方法應有以下兩點要求：（1）確保澆筑的連續性，不出現冷縫或被迫留設施工縫；（2）較大體積或較寬較厚的混凝土工程施工要注意施工方法，比如分段分層法、斜面分層法等。

4.6 混凝土養護

混凝土結構澆筑完成看似大功告成，但經驗表明此看法欠妥。這個時段加強養護是十分重要的，因為70%的混凝土強度是在這個時期發展，水化熱高度集中，若不及時養護將造成不可設想的破壞后果。就如何養護提出以下要求：（1）工程底板采用覆蓋蓄水養護；（2）樓面采取覆蓋澆水養護，并保持24小時濕潤；（3）豎向構件應掛膜覆蓋養護；（4）應持續養護不少于7天。

5 結語

為探討提高混凝土結構耐久性，本文從四個方面進行論述，進一步闡釋圍繞做好這些工作是對結構耐久性有益的嘗試。為此，給出以下結論：（1）精選砂、石、水泥、外加劑等材料，就如同精選好的坯胎為培育良好的物種打下基礎；（2）使用膨脹混凝土是解決地下結構防水和提高地下結構耐久性的較好途徑之一；（3）優化混凝土配合比，除取得混凝土優良性能外，更重要的是混凝土的強度保證率有所提高以及混凝土致密性更好；（4）在混凝土中構建預應力達到了提高混凝土構件的剛度，更是提高了結構的抗裂性能，達到了延緩混凝土構件開裂，增強耐久性的要求；（5）結構節點加密配筋增加節點剛度，是提高結構的抗震能力和減輕水平構件在豎向荷載作用下產生徐變程度的較好選擇；（6）做好施工組織設計是工程能夠順利進行施工的前提條件。混凝土結構做好養護既是保護施工成果，也是建筑物百年壽命的必然要求。

參考文獻

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作者簡介：伍志濱（1965-），男，供職于廣西大都混凝土集團有限公司，研究方向：工程管理施工技術。

（責任編輯：王 波）