探究水工混凝土工程耐久性设计

【摘 要】随着市场经济的不断完善和发展，越来越多的人们关注建筑工程质量，而水工混凝土工程的耐久性的好坏直接决定水利建筑工程质量的高低，但是对于现今水工混凝土工程耐久性还存在许多问题。所以本研究对影响水工混凝土工程耐久性的因素进行了详细的分析，同时提出了改进的设计措施，希望通过本研究能为今后提高水工混凝土工程耐久性带来积极的作用。

【关键词】水工混凝土；结构耐久性；设计

在水利建筑工程中，混凝土的使用起到了不可替代的组成部分。而现今水工混凝土工程的耐久性差是水利建筑工程面临的主要问题。所以为了更好的解决耐久性问题，本研究经过实际调查从分析影响因素逐层深入，并从结构设计方面重点提出改进耐久性的方法。为提高水利建筑工程的质量提供宝贵的建议以及参考价值。

1、分析水工混凝土耐久性的概念及意义

混凝土的耐久性是指在建筑工程使用的过程中，在预定的年限内能够抵抗外界环境或是自身产生的副作用的能力。除此之外耐久性也包含三个方面：混凝土的质量高低、环境产生的侵蚀影响以及安全使用期限。对于混凝土的质量来讲，要想保持耐久性就要选择无缝隙、含水灰比较低以及具有充分的湿养护高质量的水工混凝土。对于环境因素的影响主要以物理反应以及化学反应为主，使环境中的空气或是水分进入到混凝土中引起碳化、离子反应等不良作用。而对于安全使用期限来讲，我国规定的水利建筑中混凝土的使用期限大致是在50年到80年之间。

对建筑行业来讲，要想获得更多的经济利益就必须保证建筑具有较长的使用期限，对于水利建筑工程也不例外，而水工混凝土耐久性直接决定着工程的使用周期。如果耐久性不足就会大大降低工程的质量，会在今后的使用过程中增加维修和护理的成本，所以给建筑行业带来巨大的经济损失。如果情况严重将威胁到社会的公共安全，例如：桥梁的坍塌、水坝的塌陷等威害到人们的身体及财产安全。因此提高水工混凝土耐久性是十分重要的工作，同时也具有着重大的意义。只有改善水工混凝土耐久性才可以从根本上降低投资的费用，减少因耐久性不足而引起的维修和重建等费用，为提高建筑的使用寿命以及安全系数做出了贡献。

2、分析影响混凝土耐久性的主要因素

在建筑工程中，使用的混凝土常常会受到许多因素的影响，本研究经过分析调查后总结出了以下几个主要影响混凝土的耐久性的因素。希望能引起建筑行业在对混凝土方面使用的重视，在建设过程中，尽量避免出现以下问题。影响混凝土耐久性的主要因素可以分为以下几个方面：一方面是在混凝土使用过程中常常为了达到施工要求，施工人员就会选择使用含水量较大、水灰比较高的混凝土，所以在混凝土表面出现大量的孔隙，这一现象大大增加了环境因素的影响，环境中的水蒸气、氧气、二氧化碳及其它有害杂质通过混凝土表面的孔隙进入到混凝土内部，一段时间后会在混凝土内部发生侵蚀反应。降低了混凝土的耐久性。另一方面水泥石中所含水化物的稳定性不足也会严重影响混凝土的耐久性，因为其中包含许多碱性较高的化合物，如高碱性的水化矽酸钙和水化硫铝酸钙等，与此同时又由于水泥中含有很多的游离态石灰，使混凝土的强度和稳定性严重下降。以上两个因素是引起混凝土耐久性降低的主要原因。

3、提高混凝土耐久性的措施

通过以上对降低混凝土耐久性的因素的分析，要想从根本上加强水工混凝土工程的耐久性，就要从影响因素着手，例如降低混凝土的孔隙率，就要减少水的使用量，但是只是纯粹的减少含水量，会出现一些其他方面的弊端，含水量减少会给混凝土的成型增加难度，同时使混凝土结构不够结实，出现比较大的缝隙，不但降低了混凝土的强度，也减少了混凝土的使用寿命，因此只是片面的采取一些方法是不能够完善混凝土的耐久性，只有在施工时进行全方面的考虑，积极采用正确的设计及施工方案才可以解决混泥土的耐久性问题。本研究对如何提高混凝土的耐久性提出了相应的改进设计措施。

3.1合理划分混凝土的环境区域。环境是影响水工混凝土耐久性降低的主要因素之一，不同的海域的区域，对混凝土的影响程度也不相同。现今将混凝土构建所处的位置主要分为四个区域，分别是大气区、浪溅区、水位变动区以及水下区。由于海水的冲击会带来很大的影响，所以浪溅区是侵蚀混凝土最严重的地方，其次是大气区，而水下区的腐蚀影响最小。所以针对不同的地理环境而言，要对混凝土设计进行不同的设计，这样才可以达到实现混凝土耐久性的最终目标。

3.2采取科学的混凝土结构设计。水工混凝土的结构设计是影响混凝土耐久性高低最重要的因素之一，由于使用的方式以及起到的作用不同，所以水工混凝土的结构与普通的混凝土的构造有着本质上的区别，要求在结构设计时应注意以下几个要求。首先是满足耐久性，针对不同的施工环境的影响，充分做好抗渗、抗冻、抗侵蚀等防范措施，这就要保证实现混凝土水灰比达到最大值。在实现耐久性的前提条件下，再做好充足的强度设计，由于水工混凝土自身的特点导致其自身要承载很大载荷，如：闸墩、消力池以及公路桥等结构，所以增强混凝土的强度设计不容忽视，在选择混凝土的设计型号要达到一定标准。其次是解决混凝土的裂缝问题，混凝土的裂缝是降低水工混凝土工程耐久性的主要原因之一，在混凝土的表面涂上一层保护层，可以防止氯化物、二氧化碳等有害介质沿着缝隙进入混凝土内部，延缓了混凝土钢筋的腐蚀，起到隔离作用以及保护作用。

3.3改善混凝土组成材料和配合比。由于混凝土组成以骨料和水泥为主，只有恰当合理的进行配料的配比，才可以真正实现抗冻、耐摩擦等作用。除此之外，水灰比是影响混凝土耐久性的主要因素。一旦水灰比变大，混凝土中毛细管开口就会增多，严重影响了混凝土的耐久性，减低水灰比和增加湿养护时间可以有利于增强混凝土的耐久性。在混凝土的施工过程时，要认真加强每一个工作环节，真正实现水工混凝土工程保质保量。

3.4保证混凝土的强度。强度与耐久性存在着密切的联系，在提高混凝土的强度的条件下，可以更好的增加混凝土的耐久性。例如，在高性能混凝土中，除了含有高效减水剂之外，还具有活性矿物质，起到提高混凝土的致密度作用同时，又减少游离氧化物的成分。既提高了混凝土强度，又延长了混凝土的使用期限。

3.5选择高性能的混凝土。选择高性能的混凝土直接关系着今后混凝土的使用，高性能混凝土中含有许多矿物料，如粉煤灰、矿渣、硅粉等。这些物料可以有效地提高混凝土物理和化学性能，例如：增加混凝土的密度、提高混凝土抵抗腐蚀的能力等，只有选材合理才可以为未来混凝土的使用打下坚实的基础。

4、结语

随着经济的快速发展，我国对建筑工程质量的要求也在不断提升，其中水工混凝土扮演着重要的角色，而混凝土的耐久性必不可少。由于水工混凝土自身的特点，常常会受到了许多外界不良因素的侵蚀，针对不同的影响因素，要采取不同方法的耐久性结构设计。选择科学合理的混凝土原材料以及结构设计形式直接关系着水工混凝土工程的耐久性，所以本研究结合实际详细的分析了影响水工混凝土耐久性的因素，以及提出改进措施及设计。希望在提高水工混凝土工程耐久性的同时，又可以为提高社会安全系数以及经济利益做出贡献。

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