影響水工建筑物耐久性的主要因素及預防對策

于振興

摘要：隨著我國經濟水平的不斷提升，建筑行業得到了迅猛發展。水工建筑物作為我國水利工程的重要組成部分，其建筑整體的安全性、穩定性、耐久性是人們所看重的重要因素。目前大部分的水工建筑都是利用鋼筋混凝土作為主要結構，雖然其穩定性較強，但影響其耐久性的因素極多，如不采取相應對策，便會導致水工建筑物整體施工質量下降。綜上所述，本文將對影響水工建筑物耐久性的主要因素及預防對策展開簡單的分析，以期提升水工建筑工程項目的整體質量。

Abstract： With the continuous improvement of China's economic level， the construction industry has been developing rapidly. Hydraulic building as an important part of China's water conservancy project， its safety， stability and durability of the whole building are important factors. At present， the main structure of most of the hydraulic buildings is reinforced concrete， although its stability is strong， many factors impacts its durability. If not take the corresponding countermeasures， the overall construction quality of hydraulic building will be decreased. In summary， this paper will analyze the main factors affecting the durability of hydraulic building and the preventive countermeasures， with a view to improving the overall quality of hydraulic building projects.

關鍵詞：水工建筑物；耐久性；影響因素；預防對策

Key words： hydraulic building；durability；influencing factors；prevention measures

中圖分類號：TV698.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）19-0191-02

0 引言

水利工程作為我國的基礎產業，其規模與數量正在逐漸增大。隨著社會經濟的高速發展，人們對水工建筑物的穩定性提出了更高要求。水工建筑物在施工、使用過程中由于氣候條件、周邊環境等各種因素會對其耐久性造成極大影響，因此必須要加強水工建筑物的耐久性，才能為人們的生活安全提供保障。

1 影響水工建筑物耐久性的原因

1.1 施工材料

水工建筑物主要是利用鋼筋與混凝土兩部分共同組成，若其中任何一方出現質量問題便會對建筑物的整體結構耐久性造成極大影響，還會因建筑物周邊環境、氣候條件等各方面因素受到病害，從而會導致水工建筑物的耐久性降低。

1.2 施工技術

在水工建筑物施工過程中，由于部分施工人員綜合素質較低，因此無法掌握合理的施工技術，同時也沒有充分掌握水工建筑物耐久性的重要性。另外，部分施工人員不具備較強責任心，因此在施工過程中沒有嚴格按照相關施工規范進行施工。

1.3 環境因素

水工建筑物的所處位置、環境比較特殊[1]，尤其是針對海邊的水工建筑物，其在使用過程中，便會受到海水中鹽分的腐蝕。另外，當污水與鋼筋混凝土結構互相接觸，便會導致其保護層遭到破壞，從而導致水工建筑物的整體耐久性受到影響。

2 提升水工建筑物耐久性的策略

2.1 選用優質施工材料

在水工建筑物開始施工之前，便要選用優質[2]、合理的施工原材料進行施工。要讓供貨商提供建筑材料的質量檢測文件，在材料入場之前也要進行嚴格的抽樣檢測工作，才能從根本上保證水工建筑物的整體耐久性。

2.2 合理控制水灰比、水泥用量

水灰比與水泥用量是影響鋼筋混凝土結構耐久性的重要因素，因此要將水灰比與水泥用量嚴格控制，才能提升水工建筑物整體的耐久性與施工質量。

2.3 提升施工質量

在水工建筑物竣工之后，要按照國家標準對其施工質量進行嚴格審查。同時在施工過程中，監理等施工管理人員、企業要控制好施工過程中的每一個環節，才能從細節上控制好水工建筑物的整體質量、耐久性。

3 韓江下游水工建筑物耐久性案例研究

結合實際案例可以更好地分析出提升水工建筑物耐久性的對策，下面將以韓江下游水工建筑物為調查對象，展開水工建筑物的耐久性分析。

3.1 韓江下游水工建筑物耐久性調查

本文對我國廣東潮汕地區韓江出海口的數座水工建筑物（擋潮閘）進行了耐久性調查，韓江出海口有五座擋潮閘距南海較近[3]，并受到回灌海水、海風、海霧等多方面壞境影響，部分擋潮閘的立柱、面板等位置均出現了嚴重被腐蝕現象。而其中被破壞的主要表現形式為建筑物中的鋼筋被銹蝕、混凝土發生脹裂、保護層脫落等，同時其受破壞現象還表現為擋潮閘斷面減小且結構出現嚴重變形。而繼續對五座擋潮閘進行仔細調查，經分析后得出以下幾點結論：

①經過現場勘察檢測，發現擋潮閘的混凝土中滲透度已達到80-100mm，碳化深度為40-50mm，混凝土保護層無法發揮對鋼筋的保護作用；

②擋潮閘的沉降度極大，其最大沉降量可達83mm，位于同一閘室段的不均勻沉降現象也高達55mm，建筑整體出現由于不均勻沉降而導致的裂縫現象，其中的鋼筋受到嚴重腐蝕；

③調查人員對原設計圖紙進行了核實，圖紙中的結構混凝土強度等級為C15；通過調查發展，混凝土抗壓強度為161-22MPa范圍內；

④通過檢測實驗，混凝土保護層厚度為12-50mm。

3.2 影響韓江下游水工建筑物耐久性因素分析

3.2.1 耐久性下降原因

通過檢測混凝土CI-滲透度與碳化度結果得知，在混凝土CI-中，其滲透度與碳化度貫穿了鋼筋保護層，CI-的最高滲透度可達到80-100mm[4]，而導致韓江下游水工建筑物耐久性下降的主要原因便是建筑物中的鋼筋由于長時間遭受回灌海水、海風、海霧的腐蝕而產生體積膨脹現象，從而導致混凝土出現脹裂；位于河流近海段位置處，會含有較厚的淤泥，在擋潮閘建筑過程中，沒有對基礎處理妥當，致使建筑物發生不均勻沉降，并導致水工建筑物中裂縫不斷增加，從而將鋼筋混凝土受腐蝕破壞速度加快；在建筑過程中，使用了強度等級較低的混凝土材料，使得其保護層過薄，使得水工建筑物整體的抗海水腐蝕性低，并影響建筑物整體的耐久性。

3.2.2 鋼筋混凝土受腐蝕原因

在混凝土中存在大量的Ca（OH）2，溶液中的pH值超過12。鋼筋基于堿性介質作用下，便會在表面生成出較為穩定的氧化物鈍化膜，從而保護鋼筋不受腐蝕。但混凝土存在CI-時，且其摩爾值大于0.6時，便會導致pH值增大，便會使得鋼筋表面的氧化物鈍化膜遭到破壞，從而知識鋼筋受到腐蝕。

3.3 解決韓江下游水工建筑物耐久性劣化策略

3.3.1 選用高性能混凝土

針對韓江下游水工建筑物的耐久性分析結果，可以看出影響其耐久性的主要因素便是混凝土、鋼筋受到長時間的海水腐蝕而導致水工建筑物整體的耐久性降低，因此要想有效預防這種現象便要在建設過程中選用性能較好、抗腐蝕性較強的鋼筋混凝土材料提升水工建筑物的整體抗腐蝕性，才能提升建筑物整體的耐久性。

除了選用高性能材料之外，為提升混凝土的耐腐蝕性能，可利用高效外加劑與粉體技術將混凝土的性能強化。可以在混凝土外部外摻優質粉煤灰、礦渣粉、硅粉等材料，同時結合大體積混凝土水熱化控制技術等，來提升混凝土的性能、耐腐蝕性能。而針對韓江下游水工建筑物耐久性降低的問題，為了增強擋潮閘的耐久性，施工團隊對相關水工建筑進行了重建、翻修，并結合了抗海水腐蝕的建筑耐久性設計，利用大摻量細磨礦渣高性能混凝土作為施工材料，有效提升了韓江下游水工建筑物的整體耐久性。

3.3.2 提升水工建筑物抗海水腐蝕性能

為了提升水工建筑物的耐久性，除了采用合理的施工材料與施工技術外，還要進行相應的輔助性強化措施：

①提升混凝土保護層厚度：鋼筋的被腐蝕現象，主要是由碳化或CI-引起，因此其服務壽命是影響保護層厚度的重要因素，因此要加強保護層的厚度才能有效保證鋼筋不被腐蝕。經相關調查數據顯示，基于大摻量細磨礦渣混凝土技術，其保護層厚度如果由3.5cm增加至5.0cm，其混凝土整體耐碳化年限可以提升150年左右；混凝土保護層厚度由3.0cm增加至6.0cm時[5]，鋼筋失鈍時間便可延長4倍左右。由此可見，為了有效提升水工建筑物的耐久性，便要提升混凝土的保護層厚度。因此在韓江下游水工建筑中，為了提升水工建筑物整體的抗海水腐蝕性，便要將混凝土的保護層厚度提升至大于5cm，同時也要在水工建筑項目施工過程中，按照設計要求進行嚴格施工。

②加強水工建筑物沉降量與不均勻沉降的控制力度：在韓江入海口位置的淤泥層較厚，水工建筑物是以軟基為基礎進行建設的，因此便會出現沉降量大且不均勻沉降的現象。針對韓江水工建筑物的耐久性問題，施工團隊在重建過程中，利用深層水泥攪拌樁復合承載地基的施工處理辦法，將水工建筑物的不均勻沉降值嚴格控制在合理范圍之內，并有效避免了水工建筑物出現裂縫，才能加強水工建筑物整體的耐久性。

③混凝土養護：由于韓江水工建筑物靠近海邊，海風較為頻繁，如果對混凝土養護不到位便會使混凝土結構部件出現干縮、裂縫現象，因此要避免這種現象發生才能提升水工建筑物的整體耐久性。在重建過程中，施工團隊利用摻40%、60%細磨礦渣粉與純水泥制作出強度等級相同的混凝土板對水工建筑進行重建施工，并結合保濕養護工作，從而有效提升了韓江下游水工建筑物整體的耐久性能。

4 結語

要想提升水工建筑物的整體耐久性，便要從施工設計、施工過程、環境因素三方面來考慮。由于水工建筑主要是利用鋼筋混凝土構成，因此要結合施工現場實際環境、施工技術等各方面因素加強對混凝土的養護工作，同時在選用混凝土材料時，要選用性能好、強度高的材料才能從根本上提升水工建筑物整體的耐久性。相信在廣大建筑企業的不斷努力下，結合先進的施工技術、施工材料提升水工建筑物的耐久性，從而促進我國水利工程事業蓬勃發展。

參考文獻：

[1]柏寶忠，王以仁.影響水工建筑物耐久性的主要因素及預防對策[J].水利水電技術，2004（10）：13-16.

[2]吳秀云.影響水工建筑物耐久性的主要因素及預防對策[J].黑龍江科技信息，2014（26）：225.

[3]常斌.淺談影響城市排水建筑物耐久性的主要因素及對策[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2009（08）：163-164.

[4]趙琬玉.影響城市排水建筑物耐久性的主要因素及對策[J].遼寧科技學院學報，2006（02）：30-31.

[5]祖福興.船閘抗沖耐磨混凝土性能及應用研究[D].西南交通大學，2010（15）：12-78.