核電廠混凝土結構耐久性設計

【摘要】所謂混凝土結構的耐久性，是指混凝土結構在規定的使用年限內，在自然環境、使用環境及材料內部因素等各種條件作用下，不需要額外的費用加固處理而保持其安全性、正常使用和可接受的外觀能力。本文就現行耐久性設計中需要注意的問題進行了闡述。

【關鍵詞】核電廠；混凝土；耐久性設計

隨著《國家核電發展專題規劃》的出臺，標志著我國核電發展進入了新的階段。中國已成為世界上在建核電規模最大的國家。核電廠建筑物的買就行設計是保障核電廠安全運行、提高經濟效益的重要手段。設計中考慮混凝土結構的耐久性問題，將具有非常積極的意義。

通常結構的耐久性是指在設計確定的環境作用和維修、使用條件下，結構構件在設計使用年限內保持其適用性和安全性的能力。混凝土的耐久性決定混凝土結構的使用壽命。在通常情況下混凝土結構是耐久的，但在使用過程中，由于各種原因許多混凝土結構表現出因耐久性不足而過早失效甚至徹底損壞的現象：大多數表現為結構的外觀質量，如裂縫、銹潰、表面酥裂、剝落等，影響觀瞻質量和使用功能；也有由于受力鋼筋銹斷而發生斷裂、崩塌的嚴重事故，造成人員傷亡和巨大的財產損失。因此鋼筋混凝土結構的耐久性問題已越來越引起人們的關注，特別是設計對耐久性問題的重要性。

1、提高混凝土耐久性的措施

1.1 合理選擇混凝土材料和配合比

①合理選擇水泥品種和混凝土的骨料

在一般環境條件下，宜選擇低水化熱和低含堿量低于0.6%的水泥，不宜選擇早強水泥。混凝土的骨料除要求質地堅硬和有足夠的強度外，還必須具有穩定的物理和化學性質。

②控制水膠比和水泥用量

控制水膠比是為了減少混凝土拌和物凝結后多余的水溢出所產生的毛細孔道和孔隙、減小混凝土的滲透性、防止凍融破壞。控制水泥用量也是為了保證混凝土的密實性，從耐久性的角度，應優化混凝土配合比，確定最佳水泥用量和水膠比。

③選用優質摻和料

配置高耐久性混凝土，摻加部分粉煤灰或細磨礦渣或硅灰是配置高耐久性混凝土必不可少的組分。這可以減少水泥用量，改善混凝土中細微顆粒的級配，提高漿體和界面的致密性；改善混凝土拌和物的施工性能；降低混凝土內部由于水泥水化熱而產生的溫升；調整混凝土內部實際強度的發展。這些對提高混凝土的密實度和抗滲性有極好的作用。另外，摻某些混合材料可緩解、抑制混凝土的堿骨料反應，如摻5%～10%的硅粉，摻粉煤灰等也能有效抑制堿骨料反應。

④選擇性能良好的外加劑

提高混凝土的密實性，減少混凝土的滲透性可以提高混凝土的抗侵蝕能力。混凝土的滲透性決定水及侵蝕性液體或氣體滲入的速率。同時，減少混凝土的滲透性也能抑制水泥漿體中的毛細傳遞作用。因此，滲透性與混凝土的耐久性有著最為密切的關系，大幅度提高混凝土的抗滲性是改善其耐久性的關鍵。

1.2 合理的結構設計和構造設計

結構設計應保證有足夠的混凝土保護層厚度。混凝土的高堿性可使鋼筋表面形成致密的鈍化膜，對鋼筋有良好的保護作用。混凝土保護層可以阻止外界侵蝕介質、氧氣和水分的滲入，保護作用的效果與混凝土的密實度和保護層的厚度密切相關。合理地設計結構及構造。對易于發生耐久性問題的結構或構件部位，在設計中應通過合理的結構設計和合理的構造措施予以克服。

1.3 加強混凝土結構施工質量控制和管理

①鋼筋工程質量的控制

首先從鋼筋工程加強質量控制，我們在普通房建中，往往重視鋼筋數量、鋼筋型號、鋼筋構造等結構安全質量控制的關鍵點，而忽視了鋼筋保護層檢查。工程上，常常將墊塊等輔料承包給勞務施工隊伍，而這樣的輔料質量經常被忽視，最常見的就是塑料墊塊，勞務隊伍為節約成本，加上我們輕視這樣的小東西，會選擇一些質量較差的墊塊，但在實際使用過程中，即使是質量較好的塑料墊塊，經過鋼筋與模板的擠合，變形嚴重，完全不能達到設計保護層厚度要求，這就是我們常常在成型混凝土表面可以看見明顯的鋼筋紋路。因此，推薦選用強度高，易于操作的墊塊材料，如砂漿墊塊等，強度高，施工方便，按照方案要求間距進行安裝，做好把好模板預檢關，可以確實保證鋼筋保護層厚度。

②混凝土成型質量的控制

混凝土應拌和充分，現場施工時需要保證工作性能良好，振搗密實，同時要十分重視結構的外觀質量，避免出現露筋、空洞、裂隙、夾渣，蜂窩、麻面、砂斑、砂線等各種內外缺陷。這些缺陷可使有害介質進入混凝土內部，降低結構耐久性。因此，嚴格控制混凝土的成型質量，是確保混凝土良好的密實性和外觀質量的重要環節。

③加強混凝土養護工作

混凝土養護必須足夠重視，養護方法上必須可以保水，夏季氣溫高表面水很快就蒸發掉，建議專門成立養護小組負責進行構件養護，建立養護臺帳，確保養護時間，即使上部結構繼續施工，下部也可創造條件進行養護，建議采取覆蓋補水養護的方法，確保養護效果。頂板一般采用木模板，木模板澆筑完成后會吸收一定水分，然后在養護過程中慢慢釋放一部分，可以收到良好的養護效果，而且模板對構件表面進行部分脫水處理，還能降低構件表面水灰比，控制裂縫產生。經驗表明，梁底、板底采用木模板體系，拆模后，成型效果良好，影響梁板觀感質量的關鍵因素在于模板安裝的質量。

1.4 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。

結語：

混凝土結構的耐久性問題越來越得到工程界的認識，在核電站的建設項目中，尤其是一些重要的建筑物應該考慮混凝土結構的耐久性設計，他是核電站在服役期內安全運行的重要保障，也是提高經濟效益的重要手段。以前，在我國經濟技術不發達的時期，不得不降低甚至忽視對結構耐久性的要求；而目前國情已經變化，有條件考慮環境保護和可持續發展的問題。作為結構工程師，必須要培養關注結構物的耐久性、重視耐久性的習慣，掌握分析復雜環境下耐久性的影響因素的分析方法和應對措施，結合已有的設計經驗和工程實踐認真地迸行耐久性設計。

參考文獻：

[1]馬超明.海水環境下某工程的結構耐久性設計及思考[J].山西建筑，2015（10） .

[2]蔡長泗.對結構耐久性設計標準的探討[J].蔡長泗.水運工程，2014（01） .

[3]張德峰，呂志濤.現代預應力混凝土結構耐久性的研究現狀及其特點[J].工業建筑，2010（11） .

[4]席娜麗.地鐵結構耐久性設計探討[J].現代物業（上旬刊），2011（07） .