馬軍輝
【摘 要】改革開放的到來加快了我國基礎建設的規模擴張,大部分建筑模式都是以鋼筋混凝土結構為主。而近年來建筑行業中出現的因混凝土結構耐久性不足引發的安全問題頻發,特別是對施工現場混凝土結構耐久性的問題研究開始引發社會的關注。本文從混凝土的耐久性入手,針對施工現場所用混凝土結構耐久性的問題進行探討,并進一步提出了相應的改進措施。
【關鍵詞】混凝土結構;耐久性;對策
到了20世紀末,我國的建筑物已有近半進入了老化階段,合約23.4億平方米的建筑面積出現了不同程度的耐久性問題。隨之而來的即是掀起了土木工程領域對老化建筑的耐久性和經濟性評定及建筑壽命預測的研究熱潮。
一、混凝土結構的耐久性概述
堅硬、密實,能長久使用,是人們對混凝土最直觀的認識,特別是混凝土所澆筑石體在強堿性環境中使用內部鋼筋,對鋼筋會起到保護作用,使其免遭氧化銹蝕。然而,其耐久性且總是被忽略,由此造成的人身傷害和財產損失可謂不可估量。
關于混凝土結構耐久性的研究,早在19世紀40年代就已出現。是由法國工程師維卡研究并得出結論的。而我國對混凝土結構碳化和鋼筋腐蝕等問題的研究,最早則在20世紀60年代,目前已取得了顯著的成效。但要想與世界發達國家相比,尚顯不足。
二、施工現場混凝土結構耐久性問題的分析
1.混凝土因孔隙滲透造成結構破壞
當前的建筑設計中,混凝土材料和結構的設計已經從傳統的強度設計慢慢轉向耐久性設計。在研究調查中發現:在所有影響混凝土耐久性的各種破壞因素里,也就是說,混凝土建筑結構的耐久性好壞,與混凝土的滲透性有著直接的聯系,每一種都離不開對其孔隙組成的滲透破壞。此外,混凝土的腐蝕性也決定了其耐久性,與微觀結構(特別是漿體的孔隙率)有關。一旦采用高性能混凝土作為基礎的結構材料,其本身的微裂縫就會提供侵蝕基礎,增加外界負荷。
2.混凝土碳化引起鋼筋銹蝕
新澆筑的混凝土會在堿性值不達標的環境中發生碳化,進而鈍化,最終銹蝕。導致混凝土碳化程度出現不同的因素主要包括:第一,混凝土所處環境中CO2濃度增加,碳化過程隨濃度比例增強。第二,混凝土所處環境的濕度和溫度增加,加速碳化過程。第三,混凝土的配比,特別是水灰比如果較低的話,混凝土出現碳化的概率相對越小。
3.混凝土凍融破壞引發混凝土耐久性差
混凝土凍融現象的出現也會破壞混凝土結構的耐久性。而該現象發生必須同時具備三個條件,缺一不可。第一:設計中未列出混凝土配比產生凍融時的有力措施;第二,混凝土環境的溫度必須出現正負交替現象;第三,混凝土結構必須保持潮濕或者與水環境接觸密集。特別是在北方,一旦出現這些條件并存,就會給混凝土結構的耐久性帶來嚴重影響。
4.其他問題
除了上述問題外,還應該考慮到混凝土結構本身所處的負荷狀態,這一負荷應力起著不同作用,如果壓應力小,就會避免混凝土結構出現裂縫,對其耐久性具有一定的保護作用;同樣,較小的拉應力也不會影響混凝土結構的耐久性,一旦壓應力、拉應力增大,超出了混凝土結構的負荷能力時,均會給結構耐久性帶來威脅,混凝土結構更易在環境中遭受腐蝕,最終影響其耐久性。
三、能有效改進混凝土結構耐久性的應對措施
1.強化對混凝土材料的選擇
混凝土的耐久性好壞,是由所選水泥材料的強度和工程性能來決定的。在具體的選擇中,一定要根據建筑設計方案的要求,因地制宜地選擇合適性能的水泥品種,基本要求是,堿含量低、水化熱低、干縮性小、耐熱性和抗腐蝕性強、抗水性和抗凍性好的。此外,集料的選擇要認真比對材料的堿活性、吸水性和耐蝕性。合理的配比、科學的摻合,是有效提高混凝土的有效方法,該法也是當下較為流行的高性能混凝土的主要生產方法。
2.加強對混凝土結構的設計工作
要想讓混凝土的結構有超強的耐久性,就可以從其外部保護層的厚度增加上下工夫。這是延長混凝土結構使用壽命的一種重要手段和方法。此外,還可以通過合理的設計混凝土結構和構造上入手,保持混凝土結構的耐久性的方法之一,即要保持混凝土的干燥,除了使用高效滲水劑之外,就需要在將設計重點放在結構布置和地基處理上,使其排水方便,能有效降低因地基不均造成沉降裂縫出現的幾率,對延長混凝土結構建筑物的使用壽命提供良好的保障。
3.注重對混凝土質量的生產控制
質量的好壞是保證生產的基礎,現場施工中混凝土結構耐久性的質量控制,要首先控制好結構保護層的厚度,一般規定,在室內正常環境中,設計的建筑物使用年限若在100年的話,所應用的混凝土保護層的厚度應在相關建筑規范標準的基礎上,增加40%的比例,并最好采用整體澆筑的形式,杜絕留有施工縫,能有效的避免外界侵蝕。如能配以高效減水劑,則結構耐久性的使用效果更佳。
4.重視日常維護
維護,也是保持混凝土結構耐久性的一個必備措施。無論是剛完工時的檢測和維護保養,還是后期使用中的修理,都是確保其正常使用的有效手段。特別是對已經發現問題的結構部分,要特別重視,及時查處破壞原因,并采用科學方法加以維修和加固補救,避免出現安全隱患。
結語:眾所周知,混凝土結構已經被廣泛應用到土木工程的建筑施工中,主要源于其較好的整體性、耐久性和可塑性強等特點。但不可否認,在越來越多的領域應用中,混凝土結構建筑使用年限低等問題也較為突出,只有查明混凝土結構失效的真實原因和影響因素,采取有效的措施來積極應對,才能保持混凝土結構建筑的原有壽命,真正打造出“百年品質”的金牌建筑物。
參考文獻:
[1]李曉華.混凝土耐久性影響因素及提高措施的探討[J].城市建筑.2013年第16期
[2]紀花.混凝土結構耐久性問題分析[J].山西建筑.2012年第30期