摘要：文章介绍了控制水工混凝土结构耐久性的意义，分析了影响水工混凝土结构耐久性的主要因素，并提出了控制水工混凝土结构耐久性措施。
关键词：水工混凝土；结构；耐久性；控制措施
引言：
目前，部分水利工程设计、施工等单位的从业人员重点关注水工混凝土结构荷载承载力安全，而对结构耐久性能关注不够，导致部分水工混凝土结构耐久性能不良。
一、影响水工混凝土结构耐久性的主要因素
1工作环境
工作环境是影响水工混凝土结构耐久性的重要因素之一。化学侵蚀、混凝土碳化、冻融破坏、渗透等环境作用会降低水工混凝土结构的耐久性能。
2结构和构造设计
不合理的结构型式、形体尺寸及构造设计，可以显著降低水工混凝土结构质量，尤其是结构耐久性能。
3原材料质量
原材料质量是保证水工混凝土结构质量、尤其是耐久性能的重要基础。原材料选择不合理或质量不合格，会显著降低水工混凝土结构抗裂、抗碳化、抗冻、抗渗等耐久性能。
4施工质量
施工质量是影响水工混凝土结构质量、尤其是耐久性的关键因素之一。如果不严格控制混凝土配合比，水灰比过大、用水量过多，会导致混凝土硬化后密实程度差，甚至出现干缩裂缝，从而降低结构抗化学侵蚀、混凝土碳化、冻融破坏、渗透等耐久性能。
5维护保养合理、必要的管理和养护可提升水工混凝土结构的耐久性能，反之，则会影响结构的耐久性能和安全运行。
二、水工混凝土结构耐久性主要控制措施
确定结构设计合理使用年限，并根据水工混凝土结构工作环境等因素，合理设计结构和构造、严把原材料质量关、严格控制施工质量及进行必要的维护保养，从而保证和提高水工混凝土结构耐久性能。
1确定合理使用年限
根据SL654-2014《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》，依据水工建筑物工程等别和建筑物级别确定永久性水工混凝土结构合理使用年限。对于综合利用的水工混凝土结构，其设计合理使用年限按其中最高的年限确定。
2确定环境类别
重点调查和监测水工混凝土结构工作所处的大气、水文地质等环境条件，依据有关技术标准确定环境类别，为结构和构造设计、原材料选用、施工质量控制及维护保养等提供依据。
3结构和构造设计
3.1强度等级设计
水工混凝土结构不仅仅根据结构承载力确定强度等级，同时应根据工作环境类别确定结构耐久性对强度等级的要求。并按二者所确定的较高的强度等级作为结构的设计强度等级。
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3.2钢筋保护层厚度设计
应根据水工混凝土结构设计合理使用年限、工作环境、构件尺寸等因素，合理设计钢筋保护层厚度。构件混凝土保护层最小厚度应满足有关技术标准对结构耐久性能的要求。
3.3结构外形设计
结构外形应力力求简单，并有利于减轻荷载作用或约束变形、外加变形下产生的应力集中和约束应力。
3.4永久缝设计
通过合理设置沉降缝、变形缝、诱导缝等可有效防治和减少结构产生裂缝；同时永久缝的设置宜避开局部环境作用不利的部位，防止有害物质的渗入，从而提高结构的耐久性能。
4原材料质量控制
水工结构混凝土所用材料应根据结构设计合理使用年限和所处的环境条件进行质量控制，以满足稳定、强度、变形及耐久性等要求。
4.1胶凝材料水位变化区、溢流面及经常受水冲刷、有抗冻要求的水工混凝土结构，宜选用较高强度等级的中、低热水泥；有温度控制要求或处于氯化物环境及化学侵蚀环境中的水工混凝土结构，宜使用矿渣硅酸盐水泥。
4.2骨料对于水工混凝土结构而言，骨料大约占总体积80%的左右，骨料对混凝土的耐久性及抗裂性能有很大的影响。所以应选用清洁、质地坚硬、级配良好的骨料。细骨料宜选用细度模数2.2~3.0天然河砂或细度模数2.4~2.8的人工砂；粗骨料宜采用连续级配；使用碱活性骨料时，应采取抑制措施并进行专门论证。
4.3外加剂
外加剂的品种、掺量应根据工程技术要求、环境条件通过试验确定。不同外加剂之间、外加剂与水泥及矿物掺合料之间应具有良好的相容性；有抗冻要求的混凝土结构，宜掺用引气剂。
5施工质量控制
施工质量是保证混凝土耐久性的极为关键因素。只有按照有关技术标准严格控制水工混凝土结构施工质量，才能保证水工混凝土结构满足设计强度等级和耐久性能等质量要求。
5.1混凝土配合比控制
（1）混凝土理论配合比控制
配合比是影响混凝土耐久性能的关键因素之一。应根据结构设计合理使用年限、工作环境、结构型式、设计强度等级、耐久性能要求及原材料状况等，通过试验试配确定经济合理的混凝土理论配合比，尤其是最大水胶比、最小水泥用量等关键性技术指标应满足有关技术标准对耐久性能方面的要求。
（2）混凝土施工配合比控制采用现场拌和混凝土时，应严格控制原材料质量及称量偏差，尤其应根据骨料级配、细度模数及含水率的变化及时调整施工配合比，确保混凝土施工配合比与理论配合比一致；采用预拌混凝土时，供应商应提供质量保证资料，包括配合比及原材料质量检验证明材料。
5.2混凝土保护层厚度控制
（1）钢筋工序钢筋保护层厚度控制
厚度控制重点是设置足够的混凝土保护层垫块，且垫块的强度和耐久性能不应低于结构本体，垫块的尺寸和形状应满足保护层厚度和定位要求。混凝土浇筑开仓前，施工单位及监理单位应对保护层厚度、垫块布设和固定情况及模板系统进行检查，发现问题及时进行处理。
（2）拆模后结构实体钢筋保护层厚度控制
采取无损检测方式或其他手段抽检混凝土结构实体保护层厚度控制质量。对于混凝土结构实体保护层厚度不满足设计和规范要求的部位，应进行必要的分析或计算，采取合适的附加措施进行处理。
5.3混凝土浇筑质量控制混凝土浇筑前应按规定对基础面或施工缝进
论文作者:蔺鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/6
标签：水工论文; 混凝土结构论文; 混凝土论文; 耐久论文; 耐久性论文; 结构论文; 保护层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;