韓 偉
(太古高速公路養(yǎng)護中心,山西太原 030006)
在我國當前階段道路橋梁工程施工過程中,大規(guī)模的混凝土應用屢見不鮮。作為施工材料中用量最大的材料之一,混凝土在施工過程中有著多種形式的應用。隨著我國公路總里程的快速增長和公路事業(yè)的高速發(fā)展,鋼筋混凝土結構的強度問題受到了業(yè)界和學術界的廣泛關注,與此同時,對耐久度也提出了更高的要求,尤其是我國目前的路橋混凝土建筑在使用年限內大量出現(xiàn)開裂等耐久性問題,很多工程由于鋼筋的混凝土密實性沒有達到相應的標準,工程在短短幾年時間內就出現(xiàn)了大量的開裂、鋼筋銹蝕等現(xiàn)象。由于對工程耐久性問題沒有給予足夠的重視,造成了大量工程出現(xiàn)耐久性問題,導致工程交工之后沒多久就進入維修期,不僅造成了各種資源的浪費,同樣也對工程的正常使用造成了嚴重的負面影響。在本文的研究中,主要對混凝土碳化、腐蝕性介質侵蝕以及凍融破壞等問題進行了重點分析,并提出了解決鋼筋混凝土耐久性問題的幾點意見和建議。
1)混凝土的碳化。作為施工過程中的一個重點問題,混凝土碳化又稱之為中性化,從其本質來說,是其中堿性物質受到空氣中含碳分子氣體作用而導致混凝土表面成分和性能出現(xiàn)改變,進而導致其耐久性下降的過程。應該認識到,混凝土碳化問題的存在,將會導致原本應對鋼筋起到保護作用的混凝土脫落,從而使混凝土保護的鋼筋銹蝕情況,加之在碳化過程中還會加劇混凝土的收縮作用,從而導致建筑內部開裂,影響其正常使用。碳化程度是評定混凝土耐久性的重要指標之一,在實際的施工過程中應給予足夠的重視和肯定。
2)混凝土的凍融破壞。通常情況下,在混凝土的應用過程中,為了得到較好的和易性,需要添加超量的拌合水,這樣一來,多余的水就會滯留在混凝土的毛細孔中,如果環(huán)境中溫度低于一定水平,將會受凍成冰,體積膨脹而造成混凝土內部結構的破壞。
3)腐蝕性介質的侵蝕。在當前的施工技術水平之下,腐蝕性介質侵蝕同樣是影響混凝土耐久性的一個重要因素。當外部環(huán)境中還有腐蝕性介質的時候,混凝土外部必然受到相當水平的侵蝕,這將直接導致其耐久性的下降。
4)堿集料反應。通常情況下,在實際的施工過程中為了進一步提升混凝土構件的強度,往往會添加超過設計水平的水泥,這種情況下,由于混凝土中的總堿含量的增加,會和骨料水化析出的KOH產生化學反應,從而導致混凝土內部結構的破壞。通過上文的分析我們可以發(fā)現(xiàn),無論是何種因素的影響,都是通過對混凝土內部侵入水分和有害物質的途徑實現(xiàn)的。這種情況下,提升混凝土的耐久性,客觀上要求我們必須降低混凝土的毛細孔率,為上述問題的徹底解決提供支持。
5)鋼筋的銹蝕。在路橋工程的施工過程中,鋼筋銹蝕問題是影響工程整體施工質量的一大因素,尤其是對于工程耐久性的影響更是尤為明顯。而當表面混凝土出現(xiàn)開裂甚至脫落的情況時,內部鋼筋由于缺乏保護,將會受到空氣中水分和二氧化碳以及其他腐蝕性介質的侵襲,對其整體抗拉伸性能造成嚴重的負面影響。
結合筆者親身工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn),下面幾點因素對于我們提升混凝土耐久性有著重要的意義和作用,在實際的施工過程中應給予足夠的重視和肯定。
1)提高混凝土碳化抵抗性。正如上文中所論述的,混凝土碳化問題主要是因為自身堿性降低而導致內部鋼筋生銹造成對混凝土建筑耐久性的影響。這種情況下,我們可以通過對鋼筋外部混凝土層厚度的增加來延緩其碳化過程,這也是當前施工過程中較為常見的處理方法。除此之外,提升混凝土的整體抗?jié)B性同樣也能夠起到這一作用,當混凝土內部密實性水平提升之后,就能夠保證內部鋼筋受到更低水平的二氧化碳的滲透,從而提升了工程的整體耐久性。
2)針對混凝土凍融破壞的預防。一般情況下,在我國北方地區(qū),由于室外溫度相對較低,因此多發(fā)凍融破壞現(xiàn)象。解決這一問題的根本途徑在于降低水灰比,當然,也可以根據(jù)施工環(huán)境的差異,適當?shù)倪x擇添加引氣劑。不過這種處理方式容易造成混凝土整體強度的下降,因此必須慎用。
3)防止腐蝕性介質的侵蝕。氯鹽對我國當前的鋼筋混凝土結構建筑的侵蝕作用是最為明顯的。針對這一問題,我們可以通過低水灰比的限制來加強混凝土抗氯離子侵蝕能力,同時還可以通過添加摻合料來增加混凝土的密實度。
4)降低混凝土的堿集料反應?;炷翂A集料反應同樣是當前施工技術水平下,對路橋工程整體有著重要影響作用的因素。但是由于我國當前階段的路橋施工過程中對混凝土強度等級尚未出現(xiàn)較高要求,因此混凝土的含堿量不高是普遍存在的現(xiàn)象。除此之外,在我國的混凝土建筑施工過程中,也往往使用大量的摻合料,有效的抑制了堿集料反應。上述情況下,在我國國內的路橋鋼筋混凝土施工建筑中,由于堿集料反應而引起的開裂現(xiàn)象較為少見。但是必須認識到,隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展,人民群眾對于交通需求水平的進一步提升,路橋工程中對混凝土整體強度的要求也隨之提升,這種情況下,針對堿集料反應問題做出相應的防范已經(jīng)迫在眉睫。具體來說,應從以下幾個方面入手:a.采用有堿活性的骨料時,應通過科學合理的總堿量配比設計來保證混凝土的整體耐久性和工程強度。b.通過添加適當?shù)姆勖夯遥部梢砸欢ǔ潭壬辖档蛪A集料反應,但是由于過量添加會導致混凝土的膨脹,因此在實際的應用過程中應嚴格按照施工要求添加。c.在設計中應對外加劑的摻加做出明確要求,從而降低此種反應對工程整體耐久性造成的負面影響。
5)預防鋼筋的銹蝕。通常情況下,針對路橋鋼筋混凝土建筑中的鋼筋銹蝕問題,可以通過如下幾種方法加以解決:a.環(huán)氧涂層鋼筋。靜電噴涂環(huán)氧樹脂粉末是當前應用范圍最廣的鋼筋防腐方法,可以有效的提升鋼筋的抗氧化水平,抵抗氯、氧離子等介質的長期侵入。b.優(yōu)化表面混凝土保護層。此方法在傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑的施工中應用最為廣泛,同時操作也較為簡單。但是由于近年來對混凝土構件耐久度要求的進一步提升,混凝土保護層采用諸多新技術、新材料已經(jīng)成為一種發(fā)展的主要潮流。針對我國當前階段鋼筋混凝土路橋工程的耐久性防范措施,除了上文中所介紹的,還有通過摻加高效減水劑的方式,降低水灰比,從而加強混凝土的密實度,為工程的整體耐久性水平的提升提供支持。
多種因素共同導致了混凝土結構耐久性的問題,不僅僅關乎施工技術、材料選擇以及外部環(huán)境等,同樣也和施工人員的專業(yè)素質有一定的關聯(lián)性。這就要求我們在實際的路橋鋼筋混凝土建筑施工過程中,必須從實際的施工環(huán)境出發(fā),采取與之相對應的綜合性措施來提升建筑的耐久性,從而延長其工程的使用壽命,使其創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值和社會價值,真正意義上的實現(xiàn)我國建筑領域的可持續(xù)發(fā)展。
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