熊中杰

摘    要：水工混凝土结构不稳定的原因在于裂隙控制不当，经过长时间的风化影响，混凝土结构表面产生了大量的裂隙。为了保证混凝体结构的稳定性和耐久性，提升建筑工程的质量，基层单位应当加强施工管理，积极控制影响混凝土耐久性的各项因素，全面提升其施工质量。

关键词：水工混凝土;耐久性影响因素;控制措施研究

1  前言

水工结构物施工环境特殊，在水下施工面临的水渗透问题更严重，混凝土极易发生开裂，对整个建筑结构稳定性造成直接威胁。本文针对水工混凝土结构耐久性为研究对象，分析影响其耐久性和因素，提出了减少和控制水工混凝土施工问题的措施建议，希望能够相关单位提供参考借鉴。

2  分析影响水工混凝体耐久性的直接因素

水工混凝土结构稳定性影响分为两个方面。首先是环境影响，水下环境施工难度大，水渗透问题严重，对混凝土构件稳定性造成直接威胁。其次，混凝土施工环境，如施工原材料、原材料运输过程中受到影响、结构布设导致的应力分布不当造成的材料物理性能的变化。

3  水工混凝土的特点以及影响其耐久性的因素

3.1  水工混凝土结构的特点

水工混凝土结构指的是在静水或者是流动水结构下，长期受到环境影响导致水工结构物发生开裂等问题。对比常见的混凝土结构，水工混凝土的结构有以下特点。

首先，水工混凝土的骨料颗粒粒径较大，水工混凝土的最大骨料颗粒粒径为150mm，混凝土大粒径骨料（80～150）mm骨料占据了整个工程所有骨料的三分之一以上，而常规的混凝土骨料粒径最大不超过40mm。其次，水工混凝土的强度等级不高，水工混凝土的强度等级不高，除开特殊部位其混凝土等级略高，基本上都小于常规的建筑混凝土等级。再者，水工混凝土施工环境长期处于水下，环境潮湿，混凝土多处于饱水状态，也因为水工建筑的体积大，内部水分无法及时挥发，因为毛细管作用原理，水工混凝土会出现一个向上吸水的现象，这种和长期处于陆地建筑物有直接区别。最后，混凝土的凝胶材料用料不多，因为水下水化热难以散开，因为水工混凝土的凝胶材料一般都小于200千克每立方米。但是常规的陆地混凝土施工的凝胶材料用量一般为水下混凝土的1.5倍，部分特殊建筑结构超过了400千克每立方米。

作为一个需要长期投产，工程规模大的水工建筑工程，水工混凝土的建筑结构、稳定性直接影响了该工程的耐久性，有且仅有施工单位加强水工混凝土监督管理，控制好外界环境对其施工质量的影响，最终延长整个建筑结构的寿命。

3.2  影响水工混凝土耐久质量的主要因素

针对现有的施工经验分析来看，影响我国混凝土耐久性的主要原因有反复交替的冻融作用，如硫酸盐、碱等化学物质的影响。在水下施工环节中，施工机械磨损和水流冲刷、气蚀因素直接影响了建筑工程的质量。与此同时，水工混凝土施工时候也会受到混凝土碱骨料反应和抗渗性能、抗冻融性影响。

碱骨料是影响混凝土结构耐久性的常见原因，混凝土原材料中的混合剂、水分中的氧化钾、氧化钠经过时间推移容易吸水膨胀进而产生大量的内部应力，严重时候可导致大体积膨胀，激发混凝土开裂。此外，混凝土开裂后会让钢筋材料和周围环境接触，如发生冻融破坏、碳化、侵蚀问题，多种化学、物理腐蚀共同作用下，直接削弱了混凝土的稳定性。招致混凝土发生碱骨料反应需要具备三个条件，首先是原材料中含碱性物质超标;其次是骨料中有大量的活性物质;最后是潮湿，富有水的环境。

外加剂对混凝土抗渗性有直接影响，直接威胁了混凝土结构的耐久性，混凝土的抗渗性能受到许多因素的影响，如水灰比、水泥品种、骨料级配、外加剂种类和掺量、施工质量、养护条件、暴露时间、环境温湿度等。由于混凝土是一种水硬性材料，其水化过程需要经过很长时间才能完成，随着混凝土的不断水化，其内部结构越来越密实。通过实际检测发现，混凝土的渗透性随着龄期增长而越来越小，特别是开始的 l～3 年内渗透性下降最为明显，只有在龄期较长时，混凝土的渗透性才基本趋于稳定。但对于普通混凝土来说，有研究表明它的渗透性基本上不随时间变化。

4  对于提升水工混凝土结构耐久性的措施建议

4.1  提升结构的抗渗性和抗冻性要求

针对混凝土的抗渗性和抗冻特点，施工单位应当按照相应的规范制度做好施工环境。如对暴露在腐蚀介质中的介质结构采用科学的处理方式，可加入适当的抗侵蚀的水泥硅酸盐水泥等，或采用水玻璃、环氧材料等提升混凝土的整体结构稳定性（如图1所示）。

4.2  提升混凝土结构的稳定性

施工单位要加强水工混凝体施工环境检查和监督控制，积极改善和优化遭受高速水流气蚀影响的部位，并科学、严格控制结构表面的平整度和防护层，以此来增加混凝土结构的抗气蚀能力。对于泥沙腐蚀的部位，建议施工单位选用质地坚硬的骨料，以此来降低水灰比提升混凝土強度等，最终全面改进和提升整个混凝土的耐磨能力，必要时候还可以加强耐磨护面的材料。

4.3  严格控制和保护混凝土保护层

混凝土的耐久性变化的理化性质变化表现为混凝土内部的钢筋受到腐蚀碳化。增加水工混凝土的保护层厚度可以隔绝外界直接和钢筋接触，减少腐蚀。对此，施工单位应当严格控制保护层厚度，预防其小于原来的规定，并科学浇筑和提升混凝土养护质量，全面提升器密实性。

4.4  控制混凝土体积收缩

水工混凝土结构中有一类顶部舍友拉杆的混凝土U型槽，该部分十分容易发生混凝土体积收缩。一方面槽壳结构本身就容易受到外部横向应力的影响，混凝土收缩时候生成大量多预应力导致开裂。另一方面，设计荷载不当，导致结构的应力分布和传输方式发生变化，后期槽壁上部分的拉应力减少了，下部分拉应力变大，进而形成了不同的钢筋结构体系。

5  结语

综上所述，由于水工混凝土结构的特殊性，其耐久性问题的研究涉及因素较多，是一项复杂的系统工程。本文对影响其耐久性的各类因素进行了分析，提出了优化施工的措施建议，希望能够为相关单位提供参考借鉴。

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