耐久性措施（通用12篇）
耐久性措施 篇1
路基是公路的重要组成部分，是路面的基础，它与路面共同承担车辆荷载。路基的强度和稳定性是保证路面结构稳定、路用性能良好的基本条件。为公路工程保证强度和耐久性奠定了基础。本文主要从以下方面探讨提高公路路基耐久性。
1 施工质量对路基耐久性的影响
根据公路施工技术规范和实验检测标准，公路路基耐久性主要是由公路公路路基的强度和稳定性决定的，而公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。实践经验证明，改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效和经济的方法。
1.1 影响路基压实的因素分析
(1）填筑路基的材料，由于不同填料的性质存在较大的差异，须根据要求因地制宜地选择。
(2）填筑材料的含水量是影响路基压实的重要因素。在填筑材料中，除填石及含石量大于的土石混填料外，其它各种材料均与含水量有密切的关系，只有在最佳含水量时压实，方可得到最大密实度。
(3）狭窄面积和一些特殊部位的压实。所谓“特殊部位”是指施工段的交界处，构筑物的台背、墙背，施工机具不可达到的薄弱环节。在施工中一定要引起重视，在填筑时，要选择适宜填料。一般采用小型设备进行碾压，如平板振动夯实机、手扶双轮压路机等，压实时严格控制含水量。
(4）碾压机具和方法是保证压实质量的重要因素。必须根据填料性质和要求达到的密实度，选用和配置碾压机具。然后根据机具性能，确定适宜的松铺厚度。
1.2 压实控制
石方及土方混合料填筑时，必须严格控制石料的最大粒径及松铺厚度。要用推土机和平地机整出一个较密实平整工作面。所有填石孔隙要用小石料和石屑人工填满铺平，填料不得离析。压路机碾过程中，继续用小石料或石屑填隙，一直进行到重轮下，石料不出现松动，表面均匀平整为止，一般需碾压一遍即可。压实质量控制，采用压沉值来确定。压沉值即相邻两遍碾压所产生的相对沉降量。压沉值测试方法：在测点上设置个直径钢球，用压路机将其压入路堤，使钢球顶面与路堤表面平顺。用精密水准仪测出钢球顶面标高，用总压实力的振动压路机碾压一遍后，再次测出钢球顶面标高，从而求出相邻两遍各点的相对沉降量，即为压沉值。
2 自然条件对路基耐久性的影响
公路路基和路面的物理力学性能随着水温状况而变化。当路基受到严重的水浸湿时，其强度和稳定性会迅速下降，并导致路基失稳，引起坍方、滑坡等病害，降低公路的使用质量和使用年限，对于土基承受荷载较大的柔性路面，常因承载能力不足，在车轮荷载作用下使路面产生沉陷，有时在沉陷两侧还伴有隆起现象。严重时，在沉陷底部及两侧受拉区发生裂纹，逐步形成网裂。
2.1 水的影响
水对路基路面的作用主要来自大气的降水和蒸发、地面水的渗透以及地下水的影响。当路基内出现温度差时，在温差作用下水还会以液态或汽态的方式从热处向冷处移动和积聚，从而改变路基的湿度状态。在北方冰冻地区，在有地下水作用的情况下，冬季将使路基产生不均匀冻胀，路面被抬高，以致产生冻胀裂缝，严重时拱起可达几十厘米；在春融季节则产生翻浆，在行车作用下路面发软，出现裂缝和冒泥现象，以至路面结构遭到全部的破坏，使交通中断。
路基排水的主要作用是将路基范围内的土基湿度降低到一定限度以内，保证路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的强度和稳定性。路基排水系统能否正常工作，直接影响到路基的稳定性。因此，须对排水设施进行经常性的、预防性的养护和维修，确保其功能完好、排水顺畅。同时根据实际使用情况，要不断改善路基排水条件。
2.2 温度影响
沥青路面在冬季低温时，强度虽然很高，但变形能力则因附性增大而显著下降。当气温下降，路面收缩时受基层约束，从而产生累积温度应力，当其超过沥青混合料的抗拉强度时，将使路面产生一定间距的横向裂缝，水分浸人裂缝后，基层和土基承载力下降，遂使裂缝边角产生折断碎裂。影响低温缩裂缝的主要因素一是沥青混合料的性质，：包括沥青舶性质和用量、集料的级配；二是当地的气候条件，包括降温速率、延续时间、最低气温和每次降温的间，隔时间等。
2.3 路面的老化程度、结构条件与路基土种类也有一定的影响。
采用无机结合料半刚性基层，可因其干缩和温缩产生的裂缝，从而引起沥青面层出现反射裂缝。发生路面反射裂缝现象，除与半刚性基层材料的收缩性能有关外，还与面层的厚度和采用的沥青性能有关。通常，半刚性基层采用水泥和石灰、粉煤灰稳定的材料比采用石灰材料收缩性小；稳定粒料、粒料土比细粒土的收缩性要小，同时，含水量、密实度和稳定剂用量对收缩也有较大影响。
3 路基的支挡防护对路基耐久性的影响
路基的修筑改变了地层的天然平衡状态，使原本稳定的土体失稳，以及路基暴露在空间，不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀，所以，路基需要进行各种类型的防护。
3.1 植物防护
植物防护主要有种草、铺草皮、植树，采用植物覆盖层对坡面进行防护，工程简单，效果好。它可以减缓地面水流速度，调节表层水温状况，植物根系深入土层，在一定程度上对表层土起到固结作用。
3.2 矿物防护
矿物防护主要包括浆砌、干砌块片石结构，这种防护较普遍使用，用来对公路路基的坡面稳定进行处理，尤其是对于岩石坡面，能够保证岩石坡面受到温度和水的影响不发生风化等情况，从而保证路基结构的整体稳定，路基稳定就延长了公路的使用效果和使用质量。
3.3 支挡防护
支挡防护主要是挡土墙，挡土墙目前采用的比较多的在公路工程中为重力式挡墙，重力式挡土墙一般采用浆砌块片石结构。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合；挡土墙应经常检查其有否损坏外，每年应在春秋两季各进行一次定期检查，北方冰冻严重地区尤应注意，主要检查挡土墙在冰冻融化后墙身及基础的变化情况，以及冰冻前所采取的防护措施的效果。另外在反常气候、地震或重型车辆通过等特殊情况后应进行及时检查，发现裂缝、断缝、倾斜、鼓肚、滑动、下沉或表面风化、泄水孔堵塞、墙后积水、周围地基错台、空隙等情况，应查明原因，并观察其发展情况，采取相应的修理、加固等措施。对检查和修理加固情况，应做好工作记录，设立技术档案备查。
通过对施工过程中的填土及压实的控制、自然条件的处治以及加强对土体采取直接或间接的防护与加固措施，从而保证路基结构的强度和稳定性能，从而加强路基结构的耐久性，路基耐久性的提高是对提高公路使用质量和使用年限的必须保障措施。
参考文献
[1]燕惠芳.浅谈路基填筑的质量通病与防治[J].山西科技, 2009-05-20.
耐久性措施 篇2
浅析混凝土桥梁耐久相关施工措施
引起结构耐久性失效的原因存在于结构的设计、施工及维护的各个环节.本文主要探讨了混凝土桥梁耐久相关施工措施,主要包括真空压浆灌浆工艺、防止裂缝措施、淡水制浆措施等等,对于今后混凝土桥梁设计施工具有一定帮助.
作 者：章李 作者单位：中铁四局第二工程有限公司,河北邯郸,056107刊 名：科技风英文刊名：TECHNOLOGY WIND年，卷(期)：“”(7)分类号：关键词：混凝土桥梁 施工 耐久性 真空压浆灌浆 防止裂缝
浅谈提高混凝土耐久性的措施 篇3
【关键词】混凝土；耐久性；措施
混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。
现行设计规范只划分成承载能力极限状态和正常使用极限状态，而将耐久性能的要求列入正常使用极限状态之中。且以构造要求为主。混凝土的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能不仅包括结构的安全性，而且更多地体现在适用性方面。
高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。
基于上述特点，高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。
高性能混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。回看中国，我国50年代所建设的混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30-50年计，那么在今后的10-30年间，为了维修这些建国以来所建的基础设施，耗资必将是极其巨大的。而我国目前的基础设施建设工程规模宏大，每年高达2万亿人民币以上。照此来看，约30-50-年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费用和重建费用将更为巨大。因此，高性能混凝土更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的维修和重建费用。
一般混凝土工程的使用年限约为50-100年，不少工程在使用10-20年后，有的甚至使用9年以后，即需要维修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能满足耐久性要求的根本原因，在于混凝土本身的内部结构。
影响混凝土耐久性的主要因素大致可以分为以下几点：首先，在混凝土工程中为了满足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25%-40%，特别是其中毛细孔占相当大部分，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物質进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足；其次，水泥石中的水化物稳定性不足也会对耐久性产生影响。例如，波特兰水泥水化后的主要化合物是硷度较高的高硷性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。此外，在水化物中还有数量很大的游离石灰，它的强度极低、稳定性极差，在侵蚀条件下，是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必须减少或消除这些稳定性低的组分，特别是游离石灰。
根据对影响混凝土耐久性的主要因素的分析，就可以找出提高混凝土耐久性的主要技术途径。如上分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型共所困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前提高混凝土耐久性基本有以下几种方法：
1.原材料的选择
1.1水泥
水泥类材料的强度和工程性能,是通过水泥砂浆的凝结,硬化形成的,水泥石一旦受损,混凝土的耐久性就被破坏,因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能,选择碱含量小,水化热低,干缩性小,耐热性,抗水性,抗腐蚀性,抗冻性能好的水泥,并结合具体情况进行选择。水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准,如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。因此,工程中选择水泥强度的同时,需考虑其工程性能,有时,其工程性能比强度更重要。
1.2集料与掺合料
集料的选择应考虑其碱活性,防止碱集料反应造成的危害,集料的耐蚀性和吸水性,同时选择合理的级配,改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土密实度;大量研究表明了掺粉煤灰,矿渣,硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能,改善混凝土内孔结构,填充内部空隙,提高密实度,高掺量混凝土还能抑制碱集料反应,因而掺混合材混凝土,是提高混凝土耐久性的有效措施.即近年来发展的高性能混凝土。
2.混凝土的设计应考虑耐久的要求
混凝土配比的设计。配合比设计在满足混凝土强度,工作性的同时应考虑尽量减少水泥用量和用水量,降低水化热,减少收缩裂缝,提高密实度,采用合理的减水剂和引气剂,改善混凝土内部结构,掺入足量的混合料,提高混凝土耐久性能。
结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土保护层厚度,预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。
结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力。
结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度。
3.混凝土工程施工应考虑结构耐久性
混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法,裹砂法,裹砂石法等工艺,提高混凝土拌合料的和易性,保水性,提高混凝土强度,减少用水量;大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝,收缩裂缝,施工裂缝,建立混凝土的浇筑振捣制度,提高混凝土密实度和抗渗性,重视混凝土振捣后的表面工序,并加强养护,以减少混凝土裂缝。混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝,施工裂缝至关重要,应加强施工质量管理,特殊季节施工的混凝土结构,尚应采取特殊措施。
4.结构的日常维护
提高沥青路面耐久性的措施 篇4
1 结构设计的影响
1.1 结构设计影响因素
1)路面厚度:沥青混凝土层越厚,温度裂缝产生的可能性越小,将沥青层厚度从10 cm增加到25 cm,当所有其他变量相同时,开裂率只有原来的1/2。2)沥青混凝土和基层的层间接触状态:面层与基层的接触状态越好,路面的结构整体性越强,路面的耐久性越好。3)路面排水和路基排水:地表径流或地下水一旦进入路面结构内,会降低路面结构强度,严重影响路面结构的耐久性。
1.2 结构设计不合理造成的破坏类型
1)反射裂缝。半刚性路面的反射裂缝和对应裂缝主要是非荷载型的,是由温度引起的,在已经开裂的老沥青路面上加铺沥青面层后,原来的裂缝或接缝会在新铺沥青路面的相同位置产生,下层裂缝引起裂缝上方面层底部先开裂并逐渐向上发展直到表面。半刚性基层温缩开裂、干缩开裂都可引起反射裂缝和对应裂缝。2)半刚性基层开裂引起的各种病害。半刚性基层开裂后,水就能够很容易进入基层,水分的进入使得基层体积增大,进而造成路面的鼓包;水在进入基层后,冬季冻胀,春季熔融造成唧泥,破坏基层结构,进而对路面造成坑槽、松散、剥落等损害。
1.3 结构设计中的改善措施
改进结构组合,将半刚性路面的组合方式变成复合式路面的组合方式,在半刚性基层和柔性沥青路面之间增加一个级配碎石或者沥青稳定碎石过渡层,用这层来吸收半刚性基层开裂引起的拉应力,减少基层开裂对面层的影响。
改善路面结构内部排水设施和路面排水,采用透水层排水,也可以通过集水沟、出水管,利用过滤织物和透水性填料形成内部排水体系,使停滞的自由水尽快排出各结构层,减少结构层的损坏。加强路面排水设施的维修养护,保持良好的排水功能,减少路面病害,延长路面使用寿命。
及时养护,当发现路面发生开裂、坑槽等病害时,要及时地进行养护,裂缝修补、稀浆封层等都可以很好的提高路面的使用性能和耐久性。
2 材料及组成设计的影响
2.1 材料及组成设计的影响因素
1)沥青质量。
沥青质量直接影响着沥青路面的路用性能。近年来道路交通量剧增,一般沥青材料的品质已不能满足更重交通的沥青路面结构的需要,从大量路面结构损坏原因的调查分析来看,路用沥青品质不良是其主要原因之一。由于国内石油品质及沥青炼制工艺流程的特点,国产沥青含蜡量高,沥青粘度低,劲度低,抗车辙能力弱,温度敏感性高,使用这种沥青往往路面表层结构在远小于其使用寿命的年限内便出现损坏。
2)集料质量。
集料质量差是目前公路建设中特别突出的问题,主要表现是材料脏、粉尘多、针片状颗粒含量高、集料性能不稳定等,经常不能达到规范要求,导致实际级配与配合比设计有很大的差距,在使用过程中出现了很多的早期病害。集料性能以及矿料级配是沥青混凝土的物理—力学性质的最关键影响因素。
3)混合料配合比。
沥青用量:沥青用量在最佳范围内变化不会对混合料的低温开裂性能有很大影响,增大沥青用量增大了温缩系数,但同时降低了劲度;沥青用量对高温稳定性有明显影响。
空隙率:空隙率对结构水稳定性和抗老化能力影响较大,空隙率越大,路面结构的水稳定性和抗老化能力降低。
集料的级配:集料类型和质量以及矿料级配对沥青混凝土的物理—力学性质有重要影响。集料的级配影响混合料的空隙率、密实度和路面整体的强度和稳定性。
2.2 因材料和组成设计不合理造成的破坏类型
1)车辙。车辙是沥青路面结构的一个主要病害,导致沥青路面车辙形成的因素很多,产生车辙的主要原因是沥青混合料的强度和高温稳定性能不能满足大交通量、重轴载交通流在高温气候条件下的反复作用,究其原因主要是配合比设计中没有形成骨架密实结构,集料的级配和粗细集料的比例没有形成结实的骨架结构。车辙是高速公路的主要病害,造成道路使用性能降低,是路面维修的最主要原因。2)泛油。配合比设计沥青用量过大,在夏季高温太阳直射和行车荷载的揉搓作用下,会使得沥青胶结料汇聚上浮,最终形成泛油,极大地影响了行车安全性和路面的耐久性。3)松散剥落。松散剥落一般和沥青的性质有关,沥青的含量低,粘度低,沥青混凝土在水的侵蚀作用下,很容易造成松散剥落,进而形成坑槽,降低了路面的耐久性。
2.3 材料及组成设计的改进措施
1)沥青。沥青与集料的粘附性和抗剥离性是防止路面剥离的基本条件。所以选用的沥青应具有较好的粘附性和抗老化性。采用改性沥青是改善沥青混合料水稳性非常有效的途径。众多室内试验和配合比试验表明,采用普通沥青粘附性不符合要求时,采用改性沥青一般都能够满足要求,而且通常不需要添加抗剥落剂和掺加消石灰,与各种集料的粘附性基本上都能达到4级以上。另外,采用改性沥青可以提高沥青混凝土路面的抗车辙能力。2)集料。粗集料尽量采用粒径较大、接近立方形、有尖锐棱角和粗糙表面的碎石且碎石含量较多的矿料,以加大沥青混合料的内摩阻力,增强矿料颗粒间的嵌挤作用,阻止颗粒间的相互移动,从而提高沥青混合料的抗变形能力。3)矿粉。适量的矿粉可以提高沥青混凝土的强度和稳定性,矿粉的用量对沥青混凝土的性质影响很大,一定量的矿粉可减少起润滑作用的游离沥青、减小沥青膜的厚度、调整矿料的级配,尤其是满足0.075 mm筛孔的良好级配,可改善沥青混凝土抗剥落能力;矿粉过多会造成沥青混凝土脆性增加,降低了混凝土的韧性,降低沥青混合料的低温性能,控制合理的矿粉含量可以很显著的提高沥青路面的耐久性。4)配合比设计。a.采用合理的矿料级配。沥青混凝土的耐久性(抗水损害、高温稳定性)设计要求混合料的空隙率适宜,泌水性强。若沥青混凝土空隙率过小会产生车辙和推挤,过高会让水和空气进入路面,产生水损害、剥落和内部松散。因此,在沥青路面配合比设计时,既要保证沥青路面密实性,又要保证沥青路面的高温稳定性,尤其在沥青表面层设计时对泌水性和高温稳定性要求更高。b.严格控制设计空隙率。沥青混合料配合比设计中,空隙率是影响沥青路面水损坏的主要因素。大量资料证明,当空隙率大于8%时,渗水严重;当空隙率小于5%时,沥青老化很轻微,而空隙率大于7%后,沥青老化则急剧增大。如设计空隙率太小,在高温时会由于沥青膨胀而造成泛油或车辙,因此,合理的选取设计空隙率是至关重要的。
3 施工质量的影响
3.1 施工质量中的主要影响因素和常见病害
1)拌和。拌和过程中,集料的加热时间短造成的集料温度低、沥青的加热温度低或者过高、拌合时间过短等都会影响到沥青混合料的性能。集料加热温度过低、拌合时间过短、沥青加热温度过低等会造成“花白料”,降低混凝土强度、稳定性,施工后易造成松散、剥落等病害。拌合温度过高会造成沥青老化,混合料强度降低。2)摊铺碾压。摊铺碾压温度过低,会造成面层层间结合能力差、路面压实困难、压实度低、摊铺不均匀、结合料成团等病害。严重影响了路面的使用性能和耐久性。摊铺碾压温度过高会造成沥青析漏、混合料离析、混合料压实困难等,严重影响通车后沥青路面的耐久性。
3.2 施工过程中的改进措施
1)温度控制。
拌和运输、摊铺碾压过程中都要加强温度控制,对于温度过高、过低的混合料都应做废料处理,拌合时间要严格控制,在摊铺和碾压过程中要全程控制沥青混合料的温度。
2)摊铺碾压过程中注意事项。
摊铺中应密切注意摊铺动向, 对横断面不符合要求、构造物接头部位缺料、摊铺带边缘局部缺料、表面明显不平整、局部混合料明显离析、摊铺后有明显的拖痕等,应及时人工局部找补或更换混合料。
4 结语
路面是个整体结构,影响路面的耐久性有很多因素,有内在的路面材料因素,也有外在的施工过程中的人为因素。良好设计、精心施工、细心养护是保持路面耐久性的前提。
摘要：分别从结构设计、材料及组成设计、施工质量三方面探讨和分析了沥青路面耐久性的影响因素以及各因素造成的破坏类型,并针对性地提出相应的改进措施,以期提高沥青路面的耐久性,延长其使用寿命。
关键词：沥青路面,影响因素,破坏类型,改进措施
参考文献
[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2]张登良.沥青混凝土路面[M].北京:人民交通出版社,2001.
探讨混凝土的结构耐久性论文 篇5
关键词：建筑材料论文，工程材料论文发表
严格来说，混凝土的耐久性是指混凝土建筑和结构在必要年限内，在复杂的环境条件影响下、在各种损伤因素的作用下、不需要额外加固强化的情况下保持安全和正常使用的能力。混凝土的耐久性包括指以下因素： 即渗透阻力、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性。相应的，对混凝土结构造成破坏的主要原因是由于冻融破坏，渗流破坏，碱集料反应，混凝土碳化、钢筋的锈蚀、化学袭击等六个方面。
因此，我们在设计和使用过程中，要注意增强混凝土的耐久性，主要应从以下方面入手：
原材料的选择
水泥类材料的强度和性能是在水泥砂浆的凝结与硬化过程中形成的，在这过过程中，水泥一旦受损，混凝土的耐久性就会严重下降，因此在选择水泥时需严格关注水泥品种的具体性能，尽量选用选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，结合具体情况进行选择。
同时，在选择水泥的过程中，不能以强度作为唯一指标，低标的.水泥也可配制出高标混凝土，我们要在考虑强度的同时，考虑水泥的工程性能。
使用外加剂
在使用集料与掺和剂时要优先考虑碱活性，并进行合理的级配。在混凝土中掺加一定的硅粉、粉煤灰、矿渣等材料能在很大程度上提升混凝土的耐久性，改善混凝土内孔结构，填充混凝土之间的空隙。
在考虑混凝土的耐久性时，要在混凝土的设计能满足所需强度、性能的基础上，尽量减少水泥用量、减少用水量、降低水泥水化热、减少混凝土缝隙、提高混凝土致密度，达到结构要求，这是被我国混凝土行业广泛使用的技术，它使用高效引气剂减小混凝土的孔隙度，预防外界有害杂质进入混凝土内部。提高混凝土的耐冻性、防护性，减少有害的物质的进入。
水泥在加水搅拌后，在凝固过程中，会产生絮凝状结构。这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，这就会降低了需长期使用的混凝土结构的耐久度。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，不得不在拌和时增加用水量，这就必然促使水泥石结构中出现很多空隙。为达到减少用水量，减少空隙的目的，我们可加入减水剂，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，可以使水泥体系处于较稳定的悬浮状态，同时还能在水泥颗粒表面形成一层水膜，使水泥絮凝体内的游离水释放出来，达到减水的目的。研究表明，当水灰比降低到0。38以下时，消除毛细管孔隙的目标就可以实现，而掺入高效减水剂，就能达到这种目的。
普通的水泥混凝土中水化物的稳定性不足，也会降低混凝土的耐久度。而在普通混凝土中掺入硅粉、粉煤灰、矿渣等，能有效的改善混凝土中胶凝物质的组成，让水化物更趋稳定。这些物质中含有大量的活性Si02及活性Al203，它们能和水泥在水化过程中产生的游离石灰与高碱性水化矽酸钙再次发生化学反应，生成强度更高、稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰，使水泥石的结构更为致密，有效的增进混凝土的耐久性和强度。
降低水泥用量
在设计和施工的具体设计中，一个重要的措施是在保证强度要求的前提下尽可能的减少水泥的用量。减少水泥剂量意味着降低了水化热、混凝土可以经历更多温和的热过程，以减少开裂的风险。这种措施能充分振动压实混凝土，并能较好的进行混凝土养护。特别是对于一些特别不容易维护的建筑设计，如板、梁、柱等，更应该在保证强度的基础上，降低水泥用量。
注意施工工艺
耐久性措施 篇6
摘要：海港工程混凝土结构必须进行防腐蚀耐久性设计，保证混凝土结构在设计使用年限内的安全和正常使用功能。文章通过某跨海桥工程实例，分析混凝土结构在海洋环境下的受腐蚀机理，探讨桥梁各结构部位应采取的具体耐久性设计与措施。
关键词：滨海环境；混凝土桥梁；腐蚀机理；耐久性设计
中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0014-02
1 概述
长久以来，混凝土结构一直被公认具有非常好的耐久性。直到20世纪70年代末，发达国家才逐渐发现已建的混凝土结构基础设施工程在某些环境下出现了过早损坏。海潮环境对混凝土桥梁而言是一种恶劣的生存条件，在桥梁运营过程中，结构不仅承受正常运营荷载，还承受着海潮环境的侵蚀，大部分混凝土桥梁在使用10年左右即出现钢筋锈蚀等病害，耐久性问题十分严峻，已经影响到其正常使用功能。据统计，我国桥梁、港工、水工等混凝土结构的耐久性问题也非常严重，一般建成后8～12年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂而需要大修，严重的不得不拆除重建。如某国家重点工程十万吨级矿石中转码头不到10年就不得不进行腐蚀修补，造成的损失令人痛心。
因此，海港工程混凝土结构必须进行防腐蚀耐久性设计，保证混凝土结构在设计使用年限内的安全和正常使用功能。本文就滨海环境下某特大海湾桥梁混凝土结构防腐蚀技术措施进行说明论述。
2 工程概况
特大桥路线全长4.4km，其中，桥梁全长3.32km，主桥长860m，侧引桥长均为1.23km。主桥全宽33m，引桥全宽30m，大桥高约45m。大桥采用六车道一级公路标准，设计时速为80km。该桥主桥为64.5+150.5+436+150.5+64.5m双塔双索面钢箱梁斜拉桥，引桥全长2460m，采用30m、40m逐孔现浇预应力混凝土连续箱梁，下部结构采用倒花瓶型双柱式桥墩，钻孔桩基础。抗震方面的设防烈度是7度，能抗100年一遇的大风，并可以抵御300年一遇的潮水位。
工程所处海湾具有潮差高、风浪大、海流急等特点，是弱碱性咸水；因为地形和潮汐的影响，使得海潮平均最大流速达到2.7m/s以上；海水实测含砂量较大，其使用环境条件十分恶劣。
通过对工程周边在役混凝土结构腐蚀情况的调研，发现混凝土结构劣化的主要原因并不是碱骨料反应、混凝土中性化、海洋生物、硫酸盐侵蚀等因素，混凝土结构的耐久性主要取决于结构的抗氯离子性能。由于氯盐侵蚀而导致混凝土结构发生钢筋锈蚀，进一步引发体积膨胀，最终导致混凝土剥落，致使结构发生破坏。
3 海洋环境防腐蚀技术
3.1 海洋环境桥梁规范规定
海洋环境系指海上和受潮水影响的河口。咸水湖泊和有盐、碱、酸腐蚀等特殊地区的桥梁施工可参照规定执行。海洋环境桥梁应配制具有高抗渗性、高抗裂性和高工作性的海工耐久性结构混凝土。海洋环境钢结构防腐施工应确保材料的品质和适宜的施工工艺。海洋环境施工应符合环保要求，防止对海洋环境的污染。海洋环境施工受风、浪、流条件影响，应制定和执行安全生产的一系列规程，确保安全。
3.2 “胶囊”方案
在混凝土桥梁各构件，如桥墩、承台、桥台等接触海水较多较长时间的部位，部件钢筋骨架之外的保护层中可埋入溶解性防腐蚀剂胶囊，具体作用机理如下：50cm保护层中部可撒入防腐蚀剂胶囊，海水浸入时，溶解胶囊，防腐蚀剂扩散，分散到混凝土中，形成一片防腐蚀区域，抵挡海水的再次腐蚀。这种胶囊可以批量制造，在混凝土与海水接触的桥梁关键部位布置。但是埋入操作较为困难，可配备专业技术人员操作。
3.3 耐久性措施
本工程依据结构所处具体位置和腐蚀环境，划分不同侵蚀作用等级，并制定相应的混凝土结构耐久性措施，主要包括基本措施、附加措施、监测措施等。
基本措施：本工程混凝土结构均采用海工耐久性混凝土。主要以氯离子扩散性能、高抗裂性能、高工作性能为参数，对海工耐久混凝土的原材料、配合比设计及工作性能、施工控制等提出了具有特色的控制要求。多座国外大型海上工程除设置适当的钢筋保护层厚度外，并采用双掺高性能混凝土基本措施，从而保证混凝土结构设计使用年限，如丹麦-瑞典厄勒海峡工程、美国佛罗里达的“阳光”大桥、英吉利海峡隧道等。
附加措施：主要包括混凝土结构表面防腐涂装、渗透性控制模板、预应力筋保护、钢筋阻锈剂和局部使用环氧钢筋等耐久性附加措施，根据不同的部位和环境采用不同的措施。如在斜拉桥主墩承台和浪溅区的下塔柱采用欧洲标准EN12696-2000《混凝土结构中钢筋的阴极保护》进行了外加电流阴极保护系统设计。
监测措施：为了掌握大桥混凝土结构脱钝前锋面的发展进程，确认混凝土结构耐久性防护措施的有效性，对大桥的使用性能和寿命进行可靠性的预测和评估，特设置了预埋式耐久性监测系统。
4 结语
上述研究成果，成功地解决了本工程混凝土结构耐久性的技术难题，是耐久性基本理论研究与试验研究相结合的成功范例，这对混凝土结构维护与再建成本控制以及与节能减排、环境保护和社会的可持续发展都将产生巨大的经济效益和社会效益，具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]季辉，徐永利.海工钢筋混凝土结构防腐蚀技术研究现状及应用[J].公路，2009，（9）.
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[3]中华人民共和国交通部.海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ275-2000）[S].北京：人民交通出版社，2001.
[4]潘德强.海水环境中混凝土结构防腐蚀耐久性设计[J].水运工程，2001，（8）.
作者简介：马颖，女，陕西人，中交公路养护工程技术有限公司工程师，硕士，研究方向：桥梁结构分析。
混凝土耐久性的提升措施分析 篇7
混凝土是建筑工程中主要材料之一, 在整个建筑工程中起到重要作用。现今, 人们对建筑工程质量的要求越来越高, 对和建筑质量密切相关的混凝土性能方面也提出了更多需求, 如在安全性、耐久性、稳定性等方面, 则成为大众越来越关心的问题。一般来说, 混凝土耐久性与内外作用是有直接关系的, 是各种内外因素共同下所造成的, 使投入使用的建筑在安全上存在一定隐患, 也会影响建筑使用寿命的长短。因此, 在建筑工程建设中, 对混凝土耐久性进行研究和分析, 对提升混凝土耐久性具有实际意义。
1 混凝土耐久性必要性分析
现今, 建筑质量问题层出不穷, 很多建筑在质量上都存在一定隐患, 经常需要维护来延长使用时间, 浪费大量人力物力。国内很多专家学者就建筑质量问题进行分析, 发现在混凝土耐久性上存在一定缺陷。虽然对混凝土质量检验都在合格范围内, 但是在耐久性上仍然较弱。如果建筑长期使用的话, 其外部温度、潮湿度、荷载等其他外部因素, 都会对混凝土耐久性造成影响, 进而造成建筑质量安全威胁。所以, 提高混凝土耐久性势在必行。笔者对混凝土耐久性进行深入剖析, 现提出以下几点, 可从这几点对混凝土耐久性进行分析。[1]
1.1 抗渗透性分析
混凝土耐久性必须要具有抗渗透性。因投入使用之后会经常出现一些液体作用影响, 如果混凝土抗渗透性能较差, 那么则很容易被一些液体所浸透, 进而影响建筑质量。因此, 混凝土中必然要提高抗渗透性。因为如果液体进入混凝土中必然会对混凝土表层造成破坏, 进而与混凝土材料发生反应, 尤其是对混凝土中的钢筋, 影响非常大, 很容易遭到腐蚀。除此之外, 如果混凝土存在一定的渗透性, 那么也会降低混凝土的抗冻性, 如果混凝土中液体含量过高, 那么出现冰冻天气时, 建筑内部必然会受到冰冻的压力, 进而对混凝土内部造成破坏。对混凝土渗透性进行总结, 影响混凝土抗渗透性主要有两个方面, 一个是因液体融入混凝土过多所造成, 一个则是因混凝土内部结构所造成。但是, 混凝土抗渗透性程度如何, 对混凝土耐久性产生直接影响。
1.2 抗冻性分析
如果混凝土中液体含量过多, 就会导致混凝土抗冻性遭到影响。尤其是对混凝土外部的破坏性非常大, 造成混凝土外皮开裂、脱落。如果混凝土能够在液体含量饱和的状态下保持外部形状不变, 那么表明其抗冻性较强。但是如果在冻融循环影响下出现外部形状变化, 那表明其抗冻性不足。一般, 混凝土抗冻性能程度是由水泥以及骨料所影响, 当然还有其他一些影响因素, 如混凝土冷冻速度、孔结构以及液体所影响的范围等。对混凝土抗冻性原理进行总结, 那么则是:“在冷冻天气低温条件下, 建筑混凝土遭到液体影响, 出现冻结现象。如果液体出现固化现象, 那么其体积必然会对混凝土造成影响。如果液体出现冻融现象, 对混凝土形状会产生变化。长期以往, 必然会对混凝土造成破坏”。因此, 如果要提高混凝土耐久性, 那么则要提高混凝土抗冻性。
1.3 抗侵蚀性分析
在对混凝土耐久性影响的各类因素中, 抗侵蚀性则是需要重视的, 尤其是建筑工程被投入工业使用, 对耐久性的破坏力较大, 在沿海地区的建筑业受侵蚀性较大, 并且在治理上非常困难。一般情况下, 大多是以酸性物质腐蚀混凝土, 造成水泥中材料发生化学变化, 进而破坏混凝土中强度。如果出现中强度压力时, 则容易造成建筑无法承受更多负载, 遭受打击。如水泥中具有较多氢氧化钙, 如果遭到酸性液体融合, 那么则会发生化学反应, 进而造成侵蚀。
除了酸性物质之外, 碱性物质也会对混凝土耐久性造成腐蚀。如果是固体碱的话对混凝土耐久性腐蚀性较小, 但是如果是碱性浓液的话, 则破坏力要大些, 一般都是以化学反应的模式对混凝土造成侵蚀, 进而遭到破坏。
1.4 混凝土自身因素所造成影响的分析
混凝土自身也会造成耐久性影响, 如混凝土中水泥与骨料以及其他构成材料, 如果质量不合格的话对混凝土耐久性也会造成影响。以水泥来说, 只有掺入的水灰在比例上分配合理, 才能提高水泥的融合性。而对于骨料来说, 只有在颗粒直径上越小, 才能在水灰比例融合性上越高, 才能提高混凝土的耐久性。除此之外, 混凝土其他材料也对耐久性造成影响, 如水添加比例、掺和料、外加剂等, 对混凝土耐久性影响也非常大。
通过笔者以上分析了解到, 只有在混凝土中提高耐久性, 才能提高建筑工程的质量。所以, 在建筑工程建设阶段, 就要严格把握混凝土质量关, 以此提高混凝土耐久性。[2]
2 混凝土耐久性的提升措施分析
2.1 正确选择混凝土材料与配比
(1) 选择质量优的水泥品种。在实际建筑工程建设阶段, 要合理对水泥进行选择。现今大多建筑工地中选择水泥都以硅酸盐水泥为主, 因为这种水泥可以有效提高混凝土抗腐蚀能力, 尤其是对化学性腐蚀抵抗能力较高。但是, 这种水泥也存在一定缺点, 在抗冻性能力上较弱。 (2) 注重骨料质量选择。选择颗粒直径较小的骨料对提高混凝土耐久性有很大帮助。骨料在混凝土中所占比例较大, 所以, 对于骨料质量的选择上就要非常重视。但是, 骨料在体积上存在一定不稳定性, 并且随着混凝土环境的改变也会发生一定变化, 因骨料体积变化对混凝土耐久性也造成一定影响。因此, 对混凝土骨料的选择上应先进行实验, 只有在特殊环境下, 如抗冻融条件下骨料体积不会发生明显变化, 那么则表明骨料质量良好。 (3) 水灰比例与水泥用量也会影响混凝土耐久性。在混凝土中对水灰比例不能很好控制, 那么对混凝土耐久性也会造成影响。如果水灰比例过大, 那么则会造成混凝土过于稀释, 造成混凝土空隙过大, 进而造成混凝土出现碳化情况。因此, 对水灰比例以及水泥用量进行控制, 则对混凝土内部受热问题得到较好解决。 (4) 选择质量好的掺和料。对混凝土中掺和料的选择上应以性能好、质量好为主, 复合矿物掺和料则要优于单一矿物掺和料。并且, 掺和料的选择和季节以及地区等因素都有一定关系。比如在深冬季节, 在使用掺和料的时候则可以适当提高比例, 但是, 如果用在早强要求下的混凝土构件工程, 则不能广泛适用。因此, 应结合实际需求, 对掺和料进行比例搭配, 但仍然要以质量优的掺和料作为选择。[3]
2.2 提高施工工艺措施
一方面, 对于混凝土材料的选择上以及用量比例上都要以质量为主, 除此之外, 还与混凝土施工工艺存在一定联系。在混凝土全部材料混合振捣的过程中应进行密切观察, 要按照严格的程序完成作业, 这样才能使混凝土更加密实。使混凝土在防渗、抗冻融、抗腐蚀性能上也得到提高, 进而提高混凝土的耐久性。除此之外, 对于建筑工程用以工业环境, 或是在沿海较为潮湿地区, 则可以在混凝土外部增添防护层, 以此提高混凝土防腐蚀性与抗渗透性, 以减少外部因素对混凝土耐久性的影响。
2.3 提高混凝土抗冻融与腐蚀性的措施
混凝土中冻融与腐蚀则是混凝土耐久性最为重要的影响因素, 只有对这些影响因素进行预防与治理, 才能有效保障混凝土的耐久性。比如对混凝土冻融的解决措施, 则可以根据冻融发生的特性予以解决。如北方地区则面对建筑抗冻融是根据引气装置来提高混凝土抗冻性的, 也可以采取水灰比例调整的方式降低混凝土冻融, 因水灰中具有氯盐, 而氯盐对于混凝土的破坏性尤其严重。如果降低混凝土水灰比例, 那么则可以提高混凝土中抗冻融与腐蚀性。[4]
3 结束语
当前, 国内社会经济水平得到迅速提高, 建筑行业也得到长足发展, 在建筑水平以及工艺上都有了显著提高。人们对于建筑的需求上不再是基础需求, 更多则是对建筑物质量更加关注, 甚者有的业主会要求对建筑结构的耐久性或者剩余使用年限进行评定。而评定结果的程度如何, 与混凝土结构质量存在直接关系。只有提高混凝土耐久性, 才能有效提高混凝土建筑使用年限。但是, 提高混凝土耐久性是需要相关部门共同合作、共同推动的, 尤其是在混凝土材料使用与监督上、混凝土施工工艺以及技术应用上, 都应引起相关部门的重视, 以此来提升混凝土耐久性。
参考文献
[1]李毓龙, 刘钊, 张建东.混凝土桥梁耐久性设计规范的框架与理念[J].结构工程师, 2012 (05) :105-109.
[2]张陆璐.钢筋混凝土结构耐久性研究[J].四川建材, 2012 (04) :74-79.
[3]抗震保温的混凝土结构[J].技术与市场, 2012 (08) :354-356.
耐久性措施 篇8
关键词：水闸结构,耐久性,破坏机理
目前我国大部分水电站的水闸多为上世纪六七十年代兴建的, 这些水闸在曾对我国水利工作做出了巨大贡献, 然而随着时间的推移, 这些水闸老化病害情况已十分严重, 如果这一问题不能得到及时解决, 将会影响到水闸建筑物的使用寿命, 影响预订功能的发挥, 问题严重的甚至会危及水闸建筑物的安全。要想解决老化病害的问题, 就必须找准引起老化病害的根源所在。
1 水闸结构耐久性分析
水闸结构主要是由混凝土结构构成的, 对水闸老化病的各种原因进行分析, 归根到底是由混凝土结构老化所导致的, 一般可以这样认为, 水闸结构的耐久性问题其实就是混凝土结构的耐久性的问题。其中影响混凝土结构耐久性的宏观因素主要有以下几个方面。
受当时水闸建设部门对混凝土结构的设计与施工规范侧重点不同的影响, 当时的水闸建设的重点主要集中在对混凝土各种荷载作用下的结构强度要求上, 而忽略了环境因素如:干湿、冻融等大气侵蚀以及结构周围水、土中有害化学介质侵蚀等原因对混凝土结构耐久性的影响。从目前影响混凝土结构耐久性的因素来看, 由钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故对混凝土机构耐久性的严重程度已远远超过了结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的影响。为此, 由环境问题对水闸结构耐久性的影响必须引起高度重视。
受时代因素的影响, 现有水闸结构兴建的都比较早较早, 受到当时施工条件的限制, 建筑材料中所使用的水泥标号低, 性能不稳定, 施工机械化程度低, 混凝土密实性差, 养护不好等, 使混凝土存在先天缺陷, 是造成混凝土提前老化的内在因素。
水闸建筑物所处的运行环境和运行条件, 如冻融、渗漏引起钢筋锈蚀, 形成混凝土裂缝、甚至崩塌, 环境水的腐蚀、水流冲刷、磨损、气蚀、碱骨料反应引起混凝土膨胀破坏等, 是加速混凝土老化的环境外因。与此同时, 工程管理人员对混凝土老化的重视程度不够, 在对水闸进行检查的过程中并没有发现混凝土老化这一问题, 对危险隐患未能及时采取有效的补救措施, 也是造成混凝土工程损坏的一方面原因。
2 混凝土结构破坏机理分析
通过多年来的分析研究, 已经掌握了一些影响混凝土机构耐久性的因素, 这些因素主要有混凝土的冻融、混凝土的碳化、钢筋的锈蚀和混凝土中的碱骨料反应等。
混凝土水化结硬以后, 混凝土内部会出现很多孔隙, 在这些孔隙中滞留许多非结晶水。在负温度作用于混凝土时, 会导致混凝土内部孔隙和毛细孔道的水结冰, 此时混凝土整体结构体积膨胀和冷水迁移, 导致混凝土结构内部损伤, 混凝土表层出现开裂、剥落、结构疏松、强度降低等问题, 从而使得混凝土结构受到冻融作用而发生破坏, 导致混凝土的动容破坏。
混凝土的碳化影响混凝土的结构耐久性。所谓混凝土的碳化主要是指在适宜的温度下混凝土的水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生化学反应, 生成碳酸钙和水, 是一个项复杂的多相物理化学过程。混凝土的碳化会加剧混凝土的收缩, 使混凝土表面产生拉应力而出现裂纹, 降低混凝土抗拉抗折强度及抗渗能力。同时混凝土的碳化会使氢氧化钙减少而碱度降低, 使钢筋处于中性环境, 钢筋表面钝化膜遭到破坏而生锈, 由钢筋的锈蚀会引起混凝土保护层开裂, 钢筋与混凝土的粘结力破坏, 结构耐久性降低等不良后果。
钢筋的锈蚀。混凝土保护层的碳化和氯离子腐蚀介质的影响是钢筋锈蚀的主要原因, 当空气中的二氧化碳、二氧化硫等气体及其他酸性介质通过混凝土的孔隙进入到混凝土内部后, 与混凝土孔隙溶液中的亲氧化钙发生化学反应, 使溶液的碱度降低, 钢筋表面出现脱钝现象。如果有足够的氧和水, 钢筋就会腐蚀。钢筋锈蚀严重时, 体积膨胀导致沿钢筋长度出现纵向裂缝, 顺筋裂缝的产生又加剧了钢筋的锈蚀, 形成恶性循环。如果混凝土的保护层厚度比较薄, 最终会导致混凝土保护层剥落, 钢筋也可能锈蚀, 导致截面承载力降低直到构件丧失承载力。
碱骨料反应。混凝土的碱骨料反应是指混凝土微孔中来自水泥、外加剂等可溶性碱溶液和集料中某些组分之间发生反应。发生碱骨料反应后, 会在界面生成可吸水膨胀的凝胶或体积膨胀的结晶, 使混凝土产生膨胀, 严重时会发生开裂破坏。此外, 碱溶液还会浸入集料裂缝发生反应, 使集料受肿胀作用而发生破坏。
3 提高混凝土结构耐久性的控制措施
3.1 原材料的选择及用量
水泥砂浆的凝结、硬化所形成对水泥类材料的强度与工程性能有决定性的影响, 水泥石一旦受损, 混凝土的耐久性就会被破坏, 因此在对水泥进行标号选择是一定要对水泥品种的具体性能进行综合分析, 结合施工的实际情况, 选择那些碱含量小, 水化热低, 干缩性小, 耐热性、抗水性、抗腐蚀性、抗冻性能好的水泥。把握水泥的用量对提高混凝土结构耐久性也很关键, 用量增加可提高混凝土密实度, 从而可以提高混凝土的抗硫酸性能, 水泥用量多少的选择上要兼顾强度、耐久性、和易性、成本等几方面因素。
3.2 集料与掺合料
集料的选择应考虑其碱活性, 防止碱集料反应造成的危害, 集料的耐蚀性和吸水性, 同时选择合理的级配, 改善混凝土拌合物的和易性, 提高混凝土密实度;经过大量研究与实践发现掺粉煤灰, 矿渣, 硅粉等混合材料具有改善混凝土的性能的作用, 改善混凝土内孔结构, 填充内部空隙, 提高密实度, 高掺量混凝土还能抑制碱集料反应, 掺混合材料是提高混凝土耐久性的有效措施。
3.3 设计应考虑耐久性的要求
在进行设计混凝土配合比时, 既要满足混凝土强度又应该尽量考虑减少水泥用量和用水量。从而使水化热降低、收缩裂缝减少, 最终提高密实度。减水剂和引气剂可以对混凝土内部结构大大改善。在混凝土中使用混合料, 将会使混凝土具有更好的耐久性能。结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土保护层厚度, 预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力。结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度。提高设计水平、改进施工工艺、加强施工管理、完善监管制度, 确保工程质量, 避免混凝土的先天缺陷。
3.4 防止混凝土的冻融破坏
混凝土在抵抗冻融破坏的能力, 主要由饱水状态下的配合比、养护条件和密度组成。提高引气量可以是提高混凝土抗冻性。同时, 加强排水, 应该使用低吸水性的材料, 从而降低混凝土结构被水饱和。引气型高效减水剂可以使混凝土抗冻性大大提高, 并且能够保障混凝土的强度保持在较高的水平。
4 总结
水闸结构的耐久性受到环境、材料、设计、施工等多种因素的共同影响, 要想解决水闸结构耐久性这一复杂的问题, 需要对多方面的的因素加以考量工作。水闸结构耐久性应由正确的结构设计、材料选择以及严格的施工质量来保证, 同时应注意对其在使用阶段实行必要的管理和维护。只有这样, 才能保证和提高水闸结构的耐久性。
参考文献
[1]李金玉, 曹建国.水工混凝土耐久性的研究和应用[M].北京:中国电力出版社, 2004.
提高混凝土耐久性的措施探讨 篇9
1 混凝土的组成结构
混凝土是由水泥、水、骨料经搅拌、浇捣和硬化过程而形成的一种水硬性复合材料。其主要成分为水泥、水和粗、细骨料。未碳化的混凝土是碱性的。为了改善或提高混凝土的某些物理力学性能和施工性能, 在混凝土中, 一般需要掺加外加剂。现代混凝土中外加剂的应用越来越普遍, 被誉为混凝土的第四种成分。混凝土的结构是非均匀的, 也十分复杂。这是由混凝土的组成材料决定的。从宏观水平上看, 硬化水泥浆可看成是基材, 粗骨料分布于基材之中。由于混凝土的级配及骨料含量等的不同, 混凝土的宏观结构也有所不同。在有些混凝土中, 水泥砂浆的含量超过骨料之间的空隙, 粗骨料之间互不接触;而有些混凝土中, 粗骨料用量较多, 骨料之间的水泥浆则相对较少, 甚至在骨料之间出现孔洞。从微观水平上看, 由于混凝土中各种成分分布不均匀, 成型不密实等, 混凝土的密实性是不均匀的, 有些区域是致密的, 而有些区域则是多孔的。不同的混凝土具有不同的宏观结构和微观结构。
2 影响混凝土耐久性的因素
耐久性是混凝土的一个综合性指标, 包括抗渗性、抗冻性、抗腐蚀、抗碳化性、抗磨性、抗碱—骨料反应及混凝土中的钢筋耐锈蚀等性能。影响混凝土耐久性的因素很多, 综合分析主要有以下几个方面:
2.1 冻融破坏
混凝土在其冻融过程中, 遭受的破坏应力主要由两部分组成。其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化, 由水转变成冰, 体积膨胀9%, 因受毛细孔壁约束形成膨胀压力, 从而在孔周围的微观结构中产生拉应力;其二是当毛细孔水结成冰时, 由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中迁移和重分布引起的渗管压。由于表面张力的作用, 混凝土毛细孔隙中的水的冰点随着孔径的减小而降低。当胶凝孔水形成冰核的温度在-78℃以下时, 由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。另外胶凝不断增大, 形成更大膨胀压力, 当混凝土受冻时, 这两种压力会损伤混凝土内部微观结构, 当经过反复多次的冻融循环以后, 损伤逐步积累不断扩大, 发展成互相连通的裂缝, 使混凝土的强度逐步降低, 最后甚至完全丧失。
混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落, 严重时使石子外露。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小, 破坏作用越小, 封闭气泡越多, 抗冻性越好。另外, 影响混凝土抗冻性的因素还包括混凝土的饱和度、水灰比、混凝土的龄期、骨料的孔隙率及其间的含水率等。
2.2 碱-骨料反应
混凝土的碱-骨料反应, 是指混凝土中的碱与骨料中活性组分发生的化学反应, 引起混凝土的膨胀、开裂, 甚至破坏。因反应的因素在混凝土内部, 其危害作用往往是不能根冶的, 是混凝土工程中的一大隐患。许多国家因碱-骨料反应不得不拆除大坝、桥梁、海堤和学校, 造成巨大损失, 国内工程中也有碱-骨料反应损害的类似报道, 一些立交桥、铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏。混凝土碱-骨料反应需具备三个条件, 即有相当数量的碱、相应的活性骨料、水份。反应通常有三种类型:碱-硅酸反应, 碱-碳酸盐反应, 慢膨胀型碱-硅酸盐反应。
2.3 化学侵蚀
当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时, 会引起水泥石发生一系列化学、物理与物化变化, 而逐步受到侵蚀, 严重的使水泥石强度降低, 以至破坏。常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀、一般酸性水腐蚀、碳酸腐蚀、硫酸盐腐蚀、镁盐腐蚀五类。淡水的冲刷, 会溶解水泥石中的组分, 使水泥石孔隙增加, 密实度降低, 从而进一步造成对水泥石的破坏;研究表明, 当水泥石中的氧化钙溶出5%时, 强度下降7%, 当溶出24%时, 强度下降29%, 因此, 淡水冲刷会对水工建筑有一定影响;而当水中溶有一些酸类时, 水泥石就会受到溶淅和化学溶解双重作用, 腐蚀明显加速, 这类侵蚀常发生在化工厂;碳酸对混凝土的影响主要有:在溶淅水泥石的同时, 破坏混凝土内的碱环境, 降低水泥水化产物的稳定性, 影响水泥石的致密度, 造成对混凝土的侵蚀;硫酸盐的腐蚀则表现为SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反应, 生成物体积膨胀开裂造成损坏;海水中由于存在多种离子, 侵蚀形式较为复杂, 但主要是由于镁盐使硬化水泥石的结构组分分解, 同时硫酸盐作用会造成对水泥石的损坏, 而氧化镁沉淀会堵塞混凝土孔隙, 会使海水侵蚀有所缓和。
2.4 钢筋腐蚀
钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素。处于干燥环境下, 具有良好保护层的钢筋混凝土结构一般不会发生钢筋腐蚀;而处于潮湿的或有侵蚀介质的环境中, 如工业建筑、海岸及近海结构、盐湖地区的建筑等, 混凝土结构常常由于钢筋腐蚀而产生严重的破坏。据统计美国每年1680亿美元的腐蚀损失中, 其中40%与钢筋腐蚀有关。混凝土结构中钢筋腐蚀除与环境因素有关外, 还与材料、设计、施工等因素有关。
钢筋的腐蚀, 其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化学反应, 逐步生成氢氧化铁等即铁锈, 其体积比原金属增大2～4倍, 造成混凝土顺筋裂缝, 从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道, 加快结构的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层, 阻止钢筋的锈蚀, 但碱环境被破坏或减弱, 则会造成钢筋的锈蚀, 如混凝土的碳化或中性化。造成混凝土碳化和中性化的原因, 主要是混凝土的密实度即抗渗性不足, 酸性气体 (如CO2, SO2, H2S, HCl, NO2) 渗入混凝土内与氢氧化钙作用;其二, 氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用, 当混凝土中氯含量超过标准时, 钢筋会锈蚀, 而水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件, 因此, 若混凝土开裂, 造成水和氧的通道, 则钢筋腐蚀加速, 促成混凝土裂缝进一步开展, 混凝土保护层剥落, 最终使构件失去承载能力。
3 提高混凝土耐久性的措施
3.1 合理选择原材料
水泥的选择需注意水泥品种的具体性能, 选择碱含量小、水化热低、干缩性小、耐热性、抗水性、抗腐蚀性、抗冻性能好的水泥, 并结合具体情况进行选择。水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准, 如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。因此, 工程中选择水泥强度的同时, 需考虑其工程性能, 有时, 其工程性能比强度更重要。
骨料的选择应考虑其碱活性, 防止碱骨料反应造成的危害, 骨料的耐蚀性和吸水性, 同时选择合理的级配, 改善混凝土拌合物的和易性, 提高混凝土的密实度;大量研究表明掺粉煤灰、矿渣、硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能, 改善混凝土内孔结构, 填充内部空隙, 提高密实度, 高掺量混凝土还能抑制碱骨料反应, 因而掺混合材混凝土, 是提高混凝土耐久性的有效措施, 即近年来发展的高性能混凝土。
拌合及养护用水的选择, 应考虑其对混凝土强度的影响。水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小。拌合水应检查其杂质情况, 防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响其耐久性。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物, 除了对水泥石有腐蚀作用外, 对钢筋的腐蚀也有影响, 因此在腐蚀环境中的混凝土不宜采用海水拌制和养护。
3.2 避免或减轻碱骨料反应
混凝土碱骨料反应危害很大, 一旦发生很难修复。当混凝土使用有碱活性反应的骨料时, 必须从配合比出发, 严格控制混凝土中的总碱含量以保证混凝土的耐久性。此外, 外加剂特别是早强剂带来高含量的碱, 为预防碱骨料反应, 在设计上应对外掺剂的使用提出要求。
3.3 防止冻融破坏
混凝土的组成、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力, 目前只有加气混凝土才能有效提高混凝土的抗冻性。引气是提高混凝土抗冻性的主要参数。一般引气量4%～8%, 同时, 应避免采用吸水率较高的骨料, 加强排水以免混凝土结构被水饱和。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂, 既能获得大量均匀分布的微小气泡, 显著提高抗冻性, 又能大幅度减小水灰比, 从而保证混凝土强度不降低, 甚至有所提高。
3.4 预防钢筋锈蚀
常用的方法有环氧涂层钢筋, 采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层, 这种钢筋保护层能长期保护钢筋使其免遭腐蚀。此外, 在混凝土表面涂层也是简便有效的方法, 但涂料应是耐碱、耐老化和与钢筋表面有良好附着性的材料。还可掺加高效减水剂, 在保证混凝土拌和物所需流动性的同时, 尽可能降低用水量, 减小水灰比, 使混凝土的总孔隙率, 特别是毛细孔隙率大幅度降低。还可研究新技术, 开发新产品, 如耐锈钢筋、阻锈钢筋等。
3.5 根据不同的腐蚀环境设计不同的保护层厚度
如一类环境 (室内正常环境) , 设计使用年限为100年的结构混凝土应符合下列规定:混凝土保护层厚度应按规范的规定增加40%;当采取有效的表面防护措施时, 混凝土保护层厚度可适当减少。混凝土结构及构件宜整体浇筑, 不宜留施工缝。当必须有施工缝时, 其位置及构造不得有损于结构的耐久性。
3.6 加强施工管理
严格控制施工配合比, 搅拌必须均匀, 振捣必须到位, 要严格遵守养护制度, 可以用表面养护剂来改善养护条件, 提高保水性, 加速表面硬化。混凝土构件的侵蚀病害都是从表面开始的, 在混凝土终凝前做好原浆抹面压光, 增强表面密实度, 也可采用表面浸渍和表面涂覆的手段来降低混凝土表面渗透性。
混凝土的耐久性问题是一个综合性问题, 涉及环境、材料、设计和施工等诸多因素, 只有正确地进行结构设计, 合理地选择材料, 严格地控制施工质量以及在其使用阶段实行必要的管理和维护, 才能保证混凝土结构的耐久性。●
摘要：混凝土的耐久性问题关系到结构物的使用寿命, 日趋引起人们的重视。本文分析了混凝土的组成结构, 剖析了影响混凝土耐久性的因素及作用机理, 继而探讨了提高混凝土耐久性的措施。
关键词：混凝土,耐久性,措施
参考文献
[1]张亦涛, 方永浩, 郑波.荷载与其它因素共同作用下混凝土耐久性研究进展[J].材料导报, 2003, (09)
[2]邹文立.高性能混凝土施工中常见问题及预防措施[J].工程质量, 2007, (14)
[3]尚勇, 张凌云, 朱德武.路桥混凝土结构耐久性能主要病害研究[J].山东交通科技, 2005, (02)
[4]刘海华.高速铁路混凝土结构耐久性措施探讨[J].铁道标准设计, 2004, (05)
[5]梁咏宁, 袁迎曙.硫酸钠和硫酸镁溶液中混凝土腐蚀破坏的机理[J].硅酸盐学报, 2007, (04)
耐久性措施 篇10
一、确定需要的桥梁耐久性防护水平
影响侵蚀作用的严重程度和种类的因素很多, 在确定必要的防护措施以防止过早退化时需要考虑很多方面的因素, 各种防护措施对于使用寿命长短的影响也很难精确确定。为此, 定性的分析方法是把环境接触状况和构件侵蚀程度等级简化为轻度、中等和严重, 并规定三种防护水平:无、中等和最大。根据环境接触程度和构件侵蚀程度, 需要的防护水平可以通过表4.13确定。
二、耐久性设计策略和方法
在得到了环境作用对桥梁结构及其构件的侵蚀的严重程度和需要的防护水平后, 在初定拟定桥梁设计方案时, 可以根据科学的设计方法, 选择合适的桥梁结构类型、构件类型和尺寸、所用材料类型、配合比、混凝土保护层厚度等。
三、桥梁耐久性防护措施
(一) 桥梁冻融损伤的耐久性防护措施
1、冻融环境的一般要求
·结构型式:应当注意结构型式和布置以避免接触含除冰盐水的溢流和浪溅。
·水灰比:对于薄的构件或暴露于直接或溢流形成的除冰盐中的构件, 最大水灰比应当限制到0.45。对于其它情况, 可以放宽到0.50。
·粗骨料:粗骨料应当是抗冻融的。可以参考包括ASTM C671和C682在内的标准试验方法评估骨料的适宜性。
·表面处理:可以通过表面处理以限制湿气的渗入。
2、中等和最大防护水平的特殊要求
影响冻融损伤最重要的因素是混凝土孔隙结构。表4.14中给出了中等和最大防护水平时混凝土中总平均含气量的建议值。需要的混凝土总含气量规定为最大骨料尺寸的函数。混凝土总含气量应当通过考虑含气量 (总气量等于混入空气加夹带空气) 的一个适当的含气外加剂来得到。混入空气的体积是混凝土配合比和骨料特性的函数。混凝土总含气量平均值的实测误差为士1.5%。
(二) 硫酸盐侵蚀的耐久性防护措施
可以采用几种方案或方法来提供一个混凝土结构抵抗硫酸盐侵蚀的期望的防护水平。设计人员可以参考ASTMC150选用水泥类型, 参考ASTMC618确定粉煤灰类别。公路桥梁施工规范中应当增加可能接触硫酸盐土壤或水的混凝土结构的专门施工工艺。
(三) 钢筋、预应力筋腐蚀的防护措施
钢筋、预应力筋腐蚀的环境的一般要求:
·结构型式:应当注意结构型式和布置包括排水系统、接缝位置、浪溅效应和几何效应。
·钢筋拥塞:应当仔细考虑钢筋的细部构造以避免拥塞, 因为它会妨碍混凝土浇筑和振捣。
·裂缝控制:裂缝应当最小。应当通过细部设计和适当的养护条件来控制由于塑性收缩和沉降、干缩、温度效应和不均匀沉降等导致的裂缝。应当通过钢筋细部设计尽量减小由于结构承受荷载引起的裂缝。采用预应力来控制裂缝将是一种很好的方案。根据有关试验结果发现, 采用预应力限制裂缝数量和增大裂缝间距可以提高防腐蚀能力。需要的预应力数量随结构构件和荷载状况的不同而不同。
·预应力锚固装置的位置:预应力锚固装置不应设在会直接接触湿气和氯离子处。如果锚固装置必须设在伸缩缝附近, 构件的端部应当详细设计以防止接触含氯离子的湿气。
·节段接缝:所有的预制节段施工必须采用企口浇筑环氧接缝。在连接处管道开口附近不宜采用密封填料, 应在节段安装后立即进行管道连接并施加初始应力以防止环氧堵塞管道。
·表面处理:可以采用表面处理以限制湿气的渗入。
·混凝土保护层:应当参考AASHTO荷载与抗力设计规范第4.12.3款的混凝土保护层要求采用。
·混凝土的最小水泥含量:最小水泥含量应当参考Tx DOT规范或AASHTO荷载与抗力设计规范表C4.4.2.1一1或AASHTO荷载与抗力施工规范第8.2款的规定采用。
·钢筋支承:在外露的混凝土表面各种支承处应当采用塑料钢筋座和垫块。
·施工流程:暴露于盐水的混凝土结构的施工应当增施工程序中。
参考文献
[1]张笑冬:《钢筋混凝土桥梁耐久性影响因素分析》, 《黑龙江交通科技》, 2007年第2期。
耐久性措施 篇11
【摘 要】基本农田是一国农业的基础，也是一个国家的立国之本。对于永久性基本农田的规划和保护不仅是解决一定区域内的人口及社会发展对农产品的需求，而且更重要的还是保证国家对粮食安全的需要。因而，必须要努力构建永久性基本农田规划体系，保护永久性基本农田。
【关键词】永久基本农田；划定；保护
1.基本农田的概念
面对日益严峻的土地保护形式，对基本农田的认识和理解必须要提升到永久基本农田的层次上来。通过对国家制定的一系列基本农田保护政策进行分析可知，永久性基本农田是在基本农田的范围内，将一些地质条件较好、土壤肥沃、抗灾害能力强、农业基础设施完善的一部分农田作为永久性基本农田。并且对于永久性基本农田还要制定严格的规划和保护措施，加强农业基础设施的建设，着力改善农田的土壤质量，实行永久性基本农田的用途管制，实现社会经济的发展与农田保护和划定相协调，从而保障一定区域内的人口对农业产品的需求以及国家对商品粮的供应。
2.基本农田划定
2.1基本农田划定目标
基本农田保护规划以实现基本农田的合理有效保护为根本目标，具体目标则应充分体现基本农田保护的概念、内涵与特点，根据以上分析，基本农田保护规划的具体目标为：
2.1.1合理确定基本农田面积，实现严格的数量保护
根据区域人口及农业生产状况，预测未来满足人口增长与社会经济可持续发展所必需的基本农田数量，同时根据土地利用总体规划确定的耕地面积以及上级下达的基本农田保护指标，合理确定区域实际应该保护的基本农田数量，并确保该数量只能增加，不能减少，实行严格的农田数量保护。
2.1.2科学进行基本农田布局，保证农田的质量要求
在基本农田布局中，应将质量状况好或区位条件优的耕地优先划为基本农田，并将《基本农田保护条例》中规定的几类特殊耕地划为基本农田。这样才能确保划入基本农田保护区耕地的质量要求，才能真正实现保护优质高产农田的目标。
2.2原则
为实现上述目标，在基本农田划定的过程中，应始终遵循以下原则：
2.2.1以土地利用总体规划为基础，与城市规划相协调基本农田保护规划作为土地利用总体规划的一项重要内容，应以土地利用总体规划确定的耕地作为规划对象，这样才不会与总体规划相矛盾，同时以城市规划为参考，了解城市布局，规划基本农田，这样规划的结果才具有稳定性。
2.2.2立足本地土地资源条件和人口状况，从实际出发。
基本农田保护是在国家政策的指导下，由地方政府组织实施的长期工作。因此，基本农田保护规划的编制应立足于当地的耕地资源状况、社会经济条件和区域经济发展目标，脱离地方实际情况，不可能制定出可行的基本农田保护规划方案，也不可能从根本上保护基本农田。
2.2.3以实现区域社会经济可持续发展为目标。
基本农田保护的最终目标是实现社会经济的可持续发展。因此，在编制基本农田保护规划时应始终围绕该目标，从基本农田面积、质量和生态环境等多个方面来操作，不能单纯地追求面积数量，使规划更具实用性和可操作性。
2.3基本农田规划的内容
根据《划定基本农田保护区技术规程》，有关规定如下：全国规划的主要内容是：确定全国基本农田保护宏观控制指标，并将指标分解下达到各省（区、市）；确定国家重点基本农田保护区。地方各级政府的基本农由保护规划应根据上一级政府下达的保护任务，结合当地的实际确定基本农田保护数量，并分解下达至下一级行政区域。
2.4基本农田划定的程序
根据基本农田划定的主要内容，基本农田划定的过程大致分为两个步骤，第一步：基本农田数量确定。首先，根据本级行政区域的人口与农业生产状况，进行基本农田需求量预测，并综合考虑土地利用总体规划确定的耕地面积以及上级下达的基本农田保护指标，确定本级行政区域的实际基本农田保护数量；其次，根据下一级行政区域的人口、耕地、后备资源、建设占地等状况，进行基本农田保护数量分解，以作为下一级行政区域编制规划时的“上级下达基本农田保护指标”。
第二步：基本农田空间定位。一般以乡为单位进行基本农田保护数量的落实，首先对乡内所有耕地进行综合评价与排序，然后将综合条件较优的耕地优先划为基本农田，以确保划入基本农田保护区的耕地具有较好的质量条件，同时进行面积累计，直到累计的面积等于要求保护的基本农田数量，实现基本农田数量保护与质量保护的统一。当然，对于县级以上级别基本农田保护规划则不需要执行该步骤。
3.对永久性基本农田保护的措施
永久性基本农田划定要发挥规划的控制作用，加强社会的监督管理，探索保护制度和政策创新。
3.1以规划目标确立永久性基本农田划定方向
永久性基本农田划定要创新理念，可以考虑“藏粮于地”的思路，即保持一定面积的耕地作为永久性基本农田，提高耕地持续生产能力， 同时对基本农田保护内涵加以扩大，使之既包括现有耕地，又包括具有粮食综合生产能力、可随市场变化调整为耕地的其他农用地，基本农田保护目标也由原来单一的面积要求，相应调整为保护和提高粮食综合生产能力，重点加强对优质耕地的保护，推进基本农田保护由单纯数量保护向数量质量并重转变。
3.2以政府为责任主体确保工作顺利实施
政府是耕地保护特别是基本农田保护的行政责任主体。对永久性基本农田的划定及后续建设和保护，市、镇两级政府要承担起行政责任，要将永久性基本农田划定工作纳入年度耕地责任目标考核，由市政府对镇政府实施考核。在划定工作完成以后，还要将永久性基本农田后续保护工作作为政府政绩考核的一项重要内容，市政府与镇政府、镇政府与村、村组与农户层层签订基本农田保护目标责任书，明确管理措施、工作目标、奖惩办法以及量化标准，增强管理者的责任感和紧迫感。
3.3以全社会共同监管形成良好监督体系
永久性基本农田划定及保护不仅是一项政府行为。更是全社会的共同责任。要充分发挥行政执法监管、群众监督、舆论监督和社会监督作用，构建全方位、多渠道、多关口、网络化的永久性基本农田保护监管体系。
3.4以先进技术手段保障系统顺利运行
永久性基本农田划定是一项系统性工程，从技术层面来看，它涉及规划、建库、使用、维护、更新。要在详细调查的基础上，实现“以图管地”。要在实地确定永久性基本农田保护地块，并落实到土地利用最新现状图上。还要对地块的属性进行调查，评定其利用现状和等级、承包人权利义务内容、保护责任人等，并将属性信息录入数据库，在土地调查平台的基础上建立起一个完整的永久性基本农田保护信息系统。 实现图形数据和属性数据的一体化，做到人机“无缝衔接”。要加强对数据库的维护和更新，建立基本农田保护信息更新机制。
4.结语
构建一个科学稳定的永久基本农田划定和保护体系对我国农业的发展具有重要的意义，同时永久基本农田的划定和保护对满足我国人民对农产品的需求，保障国家的粮食安全，并且对实现社会经济的协调、稳定发展也具有十分重要的意义。
【参考文献】
[1]董秀茹.永久基本农田划定和保护理论探讨[J].中国农业资源与区划，2013.
混凝土耐久性的提高及施工措施 篇12
由于与钢筋良好的结合性、整体性及可模性, 混凝土在现代工程中的应用越来越广泛。但由于受水质、温度等特定环境和使用条件的影响, 混凝土易出现炭化、裂缝、钢筋锈蚀等耐久性不良的通病, 导致建筑物过早损坏, 危及建筑物的整体或局部安全, 缩短使用年限。因此, 进行混凝土的耐久性施工十分重要。
混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命周期内, 在正常护下, 必须保持适合于使用, 而不需要进行维修加固, 即指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下, 仍能保持原有性能的能力。混凝土耐久性主要包括以下几方面:一是抗渗性。即指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。二是抗冻性。混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下, 经受多次抵抗冻融循环作用, 能保持强度和外观性的能力。在寒冷地区, 尤其是在接触水又受冻的环境下的混凝土, 要求具有较高的抗冻性能。三是抗侵蚀性。混凝土暴露在有化学物质的环境和介质中, 有可能遭受化学侵蚀而破坏。四是碱集料反应。如前分析, 不论是上述哪一种因素主导着混凝土的劣化过程, 其共同点是混凝土内有充足的水分和其他有害物质的侵入。要提高混凝土耐久性, 满足耐久性要求, 必须降低混凝土的孔隙率, 特别是降低毛细管孔隙率, 即混凝土必须有足够的密实性并且不出现有害裂缝, 从而能够抵抗水分和侵蚀性介质的渗入。
一、提高混凝土耐久性及防腐措施
1. 原材料的选择
集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性, 防止碱集料反应造成的危害, 集料的耐蚀性和吸水性, 同时选择合理的级配, 改善混凝土拌合物的和易性, 提高混凝土密实度;大量研究表明了掺粉煤灰, 矿渣, 硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能, 改善混凝土内孔结构, 填充内部空隙, 提高密实度, 因而掺混合材混凝土, 是提高混凝土耐久性的有效措施, 即近年来发展的高性能混凝土。
2. 掺入高效减水剂
在保证混凝土拌和物所需流动性的同时, 尽可能降低用水量, 减少水灰比, 使混凝土的总孔隙, 特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后, 会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中, 包裹着许多拌和水, 从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性, 就必须在拌和时相应地增加用水量, 这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列, 使水泥质点表面均带有相同电荷, 在电性斥力的作用下, 不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态, 还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜, 同时使水泥絮凝体内的游离水释放出来, 因而达到减水的目的。
3. 混凝土工程施工应考虑结构耐久性
混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法, 裹砂石法等工艺, 提高混凝土拌合料的和易性, 保水性, 提高混凝土强度, 减少用水量;大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的收缩裂缝, 施工裂缝, 温度裂缝, 建立混凝土的浇筑振捣制度, 提高混凝土密实度和抗渗性, 重视混凝土振捣后的表面工序, 并加强养护, 以减少混凝土裂缝。混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝, 施工裂缝至关重要, 应加强施工质量管理, 特殊季节施工的混凝土结构, 尚应采取特殊措施。
4. 掺入高效活性矿物掺料
普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足, 是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的, 在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。
二、耐久性混凝土施工措施
为满足结构耐久性要求, 要求混凝土满足:抗渗等级不低于P8;水胶比不大于0.4;钢筋混凝土中钢筋的净保护层厚度不小于30mm;浇注在混凝土中并部分暴露在外的吊环、紧固件、连接件等铁杆与混凝土中的钢筋隔离, 并采取对该杆进行除锈及防锈的措施, 以消除其可能锈蚀对构件承载力的影响;实测混凝土中的氯离子含量不超过胶凝材料中的0.1%, 56d龄期时氯离子渗透值小于1200库仑。
1. 原材料质量控制
选用P.042.5以上的抗水性好、泌水性小、水化热低、并具有抗侵蚀性的水泥, 不使用过期结块和不同品种标号复合的水泥;选用良好级配的砂石料, 石子粒径小于40mm, 含泥量不大于1%, 砂子采用中粗砂, 含泥量小于3%;选用拌合用水除符合《混凝土拌合用水标准》的有关规定外, 在掺用引气剂时严格控制引气量;掺用优质粉煤灰或其他优质活性混合材料。
2. 混凝土配合比设计
根据工程要求、所处环境、原材料情况、施工方法通过试验选定混凝土的配合比, 最大水胶比0.4。
3. 混凝土拌和运输
混凝土采用搅拌站拌合。砼各组成材料的计量按重量计, 各种材料的称量允许偏差:水泥、水、外加剂、掺合料为1%, 砂石骨料为2%。施工中自动计量设备, 并及时测定骨料的含水率, 每工作班至少一次, 当含水率有显著变化时, 增加测定次数, 依据测定结果及时调整用水量和骨料用量, 保证配合比的准确性。根据搅拌机类型和混凝土的坍落度现场确定最佳搅拌时间, 但不得少于90s。各种计量器具定期进行检定。
采用混凝土输送搅拌车运输混凝土。运输途中, 搅拌筒保持慢速转动, 保证混凝土不产生离析。若出现坍落度损失过大, 防碍卸料和泵送时, 采取往搅拌筒内加入一定量的水和水泥 (与配合比相同水灰比) 的措施, 直到坍落度符合要求。避免往筒内直接加水的做法。
混凝土采用输送泵泵送入模。泵送混凝土之前先适量的水润湿泵的料斗、活塞及输送管的内壁等与混凝土直接接触的部位, 再泵送0.5m3水泥浆或水泥砂浆。润滑用的水、水泥浆和水泥砂浆分散布料, 避免集中浇注在任一部位。在高温季节对泵管用湿麻袋包裹, 并经常喷洒冷水降温。在寒冷季节对泵管包裹保温。严格控制混凝土入机质量, 在料斗上设置金属格栅, 防止大粒径骨料或其他异物进入。泵送速度先慢后快, 逐步加速。泵送过程中受料斗内混凝土料面超过搅拌轴线, 以防吸入空气。泵送结束后, 及时清理料斗及管道。混凝土泵送工作坚持信息化施工, 加强供料、运输、泵送及浇注工作面上操作人员之间的联系、协调, 使施工进度正常, 出现问题能及时处理。
4. 混凝土的浇注与养护
混凝土入模后, 采用插入式振动器振捣密实。在浇注过程中, 经常检查模板、钢筋、支撑、预留预埋件的位置是否正确, 如发现情况有异, 迅速处理。振捣器在每一振点的延续时间以混凝土不再明显沉落, 表面出现浮浆为度, 不漏振, 也不过振。混凝土浇注时水平、分层、连续进行。混凝土拆模后立即进行洒水养护, 洒水频率必须保证混凝土表面保持湿润。
摘要：耐久性是混凝土结构的重要指标之一, 混凝土的耐久性是使用期内结构保证正常功能的能力, 关系着结构物的使用寿命。文章分析了混凝土结构的耐久性问题, 探讨了耐久性的提高方法及施工措施。