论文部分内容阅读
摘要：伴随着我国经济的持续快速发展，大量水利工程也相继投入建设。作为水利工程中应用最广泛的建筑材料，水工混凝土耐久性的好坏严重影响着水利工程的施工质量。作为有效提高水利工程质量的有效途径，如何提高水工混凝土的耐久性已经引起了材料界和建筑界的广泛关注，本文介绍了低强度水工混凝土及其性能特点，探讨了提高其耐久性的主要途径。
关键词：水工混凝土 耐久性 措施
中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：
前言：凭借其优越的性价比，水工混凝土成为了水利工程中最重要的工程材料。长期的水利工程施工经验表明，在施工中采用水工混凝土，能够创造较大的经济价值；然而，长期的施工经验也暴露出了水工混凝土的一大缺陷，这便是耐久性较差。
一、低强度等级水工混凝土介绍
由于所含胶凝材料过少，水工混凝土往往强度等级较低，致密性较差，这也是造成其耐久性不好的根本原因。下面对低强度水工混凝土的性能特点、耐久性的影响因素及提高其耐久性的意义分别进行分析：
1、低强度等级水工混凝土的性能特点
水利工程施工中，低强度等级水工混凝土具有易浇筑成型、适应性强、综合能耗低等优点，也存在耐久性差的缺陷[1]。
2、低强度等级水工混凝土耐久性的影响因素
低强度等级水工混凝土的耐久性是指，在不同环境、温度、压力等因素作用下，不借助任何保护措施，其结构能够在一定时间内保持稳定，并且能够发挥施工设计所要求的作用。碳化作用、低温冻裂以及腐蚀性物质的侵蚀渗漏都能对其结构产生破坏，降低水工混凝土的耐久性。
3、提高低强度等级水工混凝土耐久性的意义
由于水工混凝土是水利工程施工中最重要的建筑材料，提高其耐久性以满足工程需要，能够切实提高水利工程的施工质量；由于水工混凝土具有原料来源广、成本低、能耗低等多重优点，提高其稳定性可使其在工程中的运用无任何后顾之忧，保证了施工的经济高效；由于水利工程项目的使用时限往往较长，提高水工混凝土的耐久性可省去大量维护、检修项目的费用，为项目的使用提供方便，保证项目使用的安全。
工程资料显示，我国部分海港竣工仅10年，就由于水工混凝土的耐久性不佳而需要进行大型修理，产生大量修理费用的同时，还影响了海港的正常使用。因此，通过改善低强度等级水工混凝土的耐久性以提高水利工程的施工质量，不但具有巨大的经济价值，还具有一定的社会效益。
二、提高低强度等级水工混凝土耐久性的途径
为了提高低强度等级水工混凝土的耐久性，材料界结合相关水利工程施工经验，进行了深入研究，最终发现优选材料、适当的工程设计以及施工保护，是提高水工混凝土耐久性的有效途径，下面分别进行详细分析：
1、选择合理的材料
（1）水工混凝土中最常见的胶凝材料是水泥，水泥种类多种多样、性能各异，通过优选水泥可以有效提高水工混凝土的耐久性。基于影响水工混凝土耐久性的主要因素考虑，水利工程施工中应选择耐热性、耐冻性兼备的水泥，避免极端温度条件下水工混凝土结构的破坏；应选择耐腐蚀的水泥，避免腐蚀性物质侵蚀，影响水工混凝土的耐久性；应选择结构致密、渗透性差的水泥，避免腐蚀性物质从水工混凝土表面轻松进入内部，加快腐蚀速度，严重破坏水工混凝土结构，影响其耐久性；应选择碱性物质含量少的水泥，避免骨料中的活性矿物与其反应，导致水工混凝土胀开、破裂。对于水工混凝土中水泥的选用还要考虑工程的施工环境，具体情况具体分析。例如，火山灰水泥不适用于干燥环境和低温环境；而矿渣水泥在降低混凝土水化热的同时却提高了其渗透性。
（2）骨料作为混凝土原材料之一，工程中对其强度也有着一定要求。此外，一般水利工程还要求混凝土骨料有着较好的抗腐蚀、抗渗透、耐低温能力，较差的吸水及与碱反应的能力，并要求混凝土骨料的选择尽可能环保，将对环境的污染降到最低。
（3）碳化作用除了会破坏水工混凝土结构之外，还对钢筋的破坏有着一定的推动作用。混凝土破环使钢筋失去了保护层，此时的钢筋更容易与氧气及含一定腐蚀性物质的水发生反应，加速腐蚀，严重削弱其承载载荷的能力。为了有效保护钢筋，通常会采取两种措施，一是通过电镀的方法在钢筋表面添加保护层；二是在混凝土表面添加保护层，封堵腐蚀性物质的流动通道。此外，采用抗腐蚀性、抗氧化性更强的钢筋也是一种防止钢筋腐蚀的有效方法。
（4）除了使用性能更好的原材料，还可以通过向水工混凝土中添加特定物质来改善其耐久性。为了使水工混凝土结构致密，以提升其强度及抗渗透能力，可向混凝土中添加减水剂。减水剂的实质是一种表面活性剂，可使混凝土中的水泥颗粒有效分散，减少混凝土中的水含量，降低水灰比，提高混凝土强度，抗渗透能力。为了提高水工混凝土的抗渗透及耐低温能力则应添加引气剂，引气剂可使混凝土在搅拌过程中产生大量气泡，并有效堵塞其内部孔隙和流动通道，以达到提高耐久性的目的。向水工混凝土中添加高效活性矿物，既能提高水泥强度，又能封堵流动孔隙，改善混凝土耐久性的效果十分显著。
2、进行恰当的施工设计
进行恰当的施工设计也可以有效缓解环境对水工混凝土结构的破坏，提高其耐久性，达到延长工程项目使用年限的目的。施工设计是否因地制宜，对混凝土耐久性的提高效果影响巨大。工程环境恶劣，尤其当腐蚀性物质含量较多时，应该增加混凝土保护层的厚度，阻止腐蚀性物质的侵入，从而保护钢筋；对于工程中较易破坏的重点部位，也应该采取相应的重点保护措施，例如加厚保护层；减少施工缝、减小施工缝宽度也是阻止腐蚀性物质渗入，保护混凝土，特别是钢筋的重要途径，通常的措施是在工程中采用整体浇筑的方式。
3、施工中采取保护措施
施工过程中，针对施工条件及气候状况，对水工混凝土采取合理的处理手段，也能有效对其进行保护，提高耐久性。混凝土搅拌不充分，混合不均匀必然会导致其各部分的性能差异。强度高低、保护层厚薄都会影响其耐久性，投入使用后往往是性能较差的部分最先出现破坏。施工中常采取二次搅拌法和裹砂法进行混凝土的拌制，以保证其混合的均匀，性能的均一。混凝土的水灰比也会对其强度及耐久性产生影响。施工拌制时应在不影响其和易性的条件下，尽可能减少水量，减小水灰比，提高耐久性。现场施工时应尽量避免对混凝土进行二次加水，增加原配比水灰比，從而影响混凝土强度和耐久性。混凝土振捣制度和振捣方式的不当会影响其压实程度，进而影响耐久性。振捣过程中使用透水模板布可将拌和物中多余的水气排出，降低水灰比，提高耐久性。此外，对水工混凝土表面进行磨面压光可提高其压实度，降低渗透性，提高耐久性［２］。工程经验表明，施工中的保护措施能有效提高混凝土耐久性。
四、结束语
（１）低强度等级水工混凝土在水利工程中应用广泛，有效提高其耐久性对提高水利工程施工质量，保证相关工程项目安全正常投入使用意义重大。
（２）尽管低强度等级水工混凝土存在耐久性不佳的明显缺点，但是由于具有经济性好、工程使用方便等优点，其在水利工程中的作用仍旧处于不可替代的地位。相信随着耐久性的逐渐改善，低强度等级水工混凝对于水利工程的作用将会更加明显。
（３）低强度等级水工混凝土耐久性的提高依赖于不断深入的理论研究，以及丰富的工程实践经验。只有把理论与实践有机结合起来，才能使水工混凝土耐久性的提高更加具有实用意义。
（４）提高低强度等级水工混凝土耐久性的途径多种多样，施工中选择提高途径时务必充分考虑施工条件、提高效果以及经济价值。力求采取最为经济有效的提高途径，使施工效果事半功倍。
参考文献
[1].陈雯龙.水工混凝土耐久性影响因素分析及防治措施[j].水利规划与设计.2011-05
[2].韩仕宾，江敏等．低强度等级水工混凝土耐久性提高措施[j]．南水北调与水利科技．2013-04
关键词：水工混凝土 耐久性 措施
中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：
前言：凭借其优越的性价比，水工混凝土成为了水利工程中最重要的工程材料。长期的水利工程施工经验表明，在施工中采用水工混凝土，能够创造较大的经济价值；然而，长期的施工经验也暴露出了水工混凝土的一大缺陷，这便是耐久性较差。
一、低强度等级水工混凝土介绍
由于所含胶凝材料过少，水工混凝土往往强度等级较低，致密性较差，这也是造成其耐久性不好的根本原因。下面对低强度水工混凝土的性能特点、耐久性的影响因素及提高其耐久性的意义分别进行分析：
1、低强度等级水工混凝土的性能特点
水利工程施工中，低强度等级水工混凝土具有易浇筑成型、适应性强、综合能耗低等优点，也存在耐久性差的缺陷[1]。
2、低强度等级水工混凝土耐久性的影响因素
低强度等级水工混凝土的耐久性是指，在不同环境、温度、压力等因素作用下，不借助任何保护措施，其结构能够在一定时间内保持稳定，并且能够发挥施工设计所要求的作用。碳化作用、低温冻裂以及腐蚀性物质的侵蚀渗漏都能对其结构产生破坏，降低水工混凝土的耐久性。
3、提高低强度等级水工混凝土耐久性的意义
由于水工混凝土是水利工程施工中最重要的建筑材料，提高其耐久性以满足工程需要，能够切实提高水利工程的施工质量；由于水工混凝土具有原料来源广、成本低、能耗低等多重优点，提高其稳定性可使其在工程中的运用无任何后顾之忧，保证了施工的经济高效；由于水利工程项目的使用时限往往较长，提高水工混凝土的耐久性可省去大量维护、检修项目的费用，为项目的使用提供方便，保证项目使用的安全。
工程资料显示，我国部分海港竣工仅10年，就由于水工混凝土的耐久性不佳而需要进行大型修理，产生大量修理费用的同时，还影响了海港的正常使用。因此，通过改善低强度等级水工混凝土的耐久性以提高水利工程的施工质量，不但具有巨大的经济价值，还具有一定的社会效益。
二、提高低强度等级水工混凝土耐久性的途径
为了提高低强度等级水工混凝土的耐久性，材料界结合相关水利工程施工经验，进行了深入研究，最终发现优选材料、适当的工程设计以及施工保护，是提高水工混凝土耐久性的有效途径，下面分别进行详细分析：
1、选择合理的材料
（1）水工混凝土中最常见的胶凝材料是水泥，水泥种类多种多样、性能各异，通过优选水泥可以有效提高水工混凝土的耐久性。基于影响水工混凝土耐久性的主要因素考虑，水利工程施工中应选择耐热性、耐冻性兼备的水泥，避免极端温度条件下水工混凝土结构的破坏；应选择耐腐蚀的水泥，避免腐蚀性物质侵蚀，影响水工混凝土的耐久性；应选择结构致密、渗透性差的水泥，避免腐蚀性物质从水工混凝土表面轻松进入内部，加快腐蚀速度，严重破坏水工混凝土结构，影响其耐久性；应选择碱性物质含量少的水泥，避免骨料中的活性矿物与其反应，导致水工混凝土胀开、破裂。对于水工混凝土中水泥的选用还要考虑工程的施工环境，具体情况具体分析。例如，火山灰水泥不适用于干燥环境和低温环境；而矿渣水泥在降低混凝土水化热的同时却提高了其渗透性。
（2）骨料作为混凝土原材料之一，工程中对其强度也有着一定要求。此外，一般水利工程还要求混凝土骨料有着较好的抗腐蚀、抗渗透、耐低温能力，较差的吸水及与碱反应的能力，并要求混凝土骨料的选择尽可能环保，将对环境的污染降到最低。
（3）碳化作用除了会破坏水工混凝土结构之外，还对钢筋的破坏有着一定的推动作用。混凝土破环使钢筋失去了保护层，此时的钢筋更容易与氧气及含一定腐蚀性物质的水发生反应，加速腐蚀，严重削弱其承载载荷的能力。为了有效保护钢筋，通常会采取两种措施，一是通过电镀的方法在钢筋表面添加保护层；二是在混凝土表面添加保护层，封堵腐蚀性物质的流动通道。此外，采用抗腐蚀性、抗氧化性更强的钢筋也是一种防止钢筋腐蚀的有效方法。
（4）除了使用性能更好的原材料，还可以通过向水工混凝土中添加特定物质来改善其耐久性。为了使水工混凝土结构致密，以提升其强度及抗渗透能力，可向混凝土中添加减水剂。减水剂的实质是一种表面活性剂，可使混凝土中的水泥颗粒有效分散，减少混凝土中的水含量，降低水灰比，提高混凝土强度，抗渗透能力。为了提高水工混凝土的抗渗透及耐低温能力则应添加引气剂，引气剂可使混凝土在搅拌过程中产生大量气泡，并有效堵塞其内部孔隙和流动通道，以达到提高耐久性的目的。向水工混凝土中添加高效活性矿物，既能提高水泥强度，又能封堵流动孔隙，改善混凝土耐久性的效果十分显著。
2、进行恰当的施工设计
进行恰当的施工设计也可以有效缓解环境对水工混凝土结构的破坏，提高其耐久性，达到延长工程项目使用年限的目的。施工设计是否因地制宜，对混凝土耐久性的提高效果影响巨大。工程环境恶劣，尤其当腐蚀性物质含量较多时，应该增加混凝土保护层的厚度，阻止腐蚀性物质的侵入，从而保护钢筋；对于工程中较易破坏的重点部位，也应该采取相应的重点保护措施，例如加厚保护层；减少施工缝、减小施工缝宽度也是阻止腐蚀性物质渗入，保护混凝土，特别是钢筋的重要途径，通常的措施是在工程中采用整体浇筑的方式。
3、施工中采取保护措施
施工过程中，针对施工条件及气候状况，对水工混凝土采取合理的处理手段，也能有效对其进行保护，提高耐久性。混凝土搅拌不充分，混合不均匀必然会导致其各部分的性能差异。强度高低、保护层厚薄都会影响其耐久性，投入使用后往往是性能较差的部分最先出现破坏。施工中常采取二次搅拌法和裹砂法进行混凝土的拌制，以保证其混合的均匀，性能的均一。混凝土的水灰比也会对其强度及耐久性产生影响。施工拌制时应在不影响其和易性的条件下，尽可能减少水量，减小水灰比，提高耐久性。现场施工时应尽量避免对混凝土进行二次加水，增加原配比水灰比，從而影响混凝土强度和耐久性。混凝土振捣制度和振捣方式的不当会影响其压实程度，进而影响耐久性。振捣过程中使用透水模板布可将拌和物中多余的水气排出，降低水灰比，提高耐久性。此外，对水工混凝土表面进行磨面压光可提高其压实度，降低渗透性，提高耐久性［２］。工程经验表明，施工中的保护措施能有效提高混凝土耐久性。
四、结束语
（１）低强度等级水工混凝土在水利工程中应用广泛，有效提高其耐久性对提高水利工程施工质量，保证相关工程项目安全正常投入使用意义重大。
（２）尽管低强度等级水工混凝土存在耐久性不佳的明显缺点，但是由于具有经济性好、工程使用方便等优点，其在水利工程中的作用仍旧处于不可替代的地位。相信随着耐久性的逐渐改善，低强度等级水工混凝对于水利工程的作用将会更加明显。
（３）低强度等级水工混凝土耐久性的提高依赖于不断深入的理论研究，以及丰富的工程实践经验。只有把理论与实践有机结合起来，才能使水工混凝土耐久性的提高更加具有实用意义。
（４）提高低强度等级水工混凝土耐久性的途径多种多样，施工中选择提高途径时务必充分考虑施工条件、提高效果以及经济价值。力求采取最为经济有效的提高途径，使施工效果事半功倍。
参考文献
[1].陈雯龙.水工混凝土耐久性影响因素分析及防治措施[j].水利规划与设计.2011-05
[2].韩仕宾，江敏等．低强度等级水工混凝土耐久性提高措施[j]．南水北调与水利科技．2013-04