试论如何提高混凝土结构耐久性

摘要：近期南宁市政府城市建设部门出台了有关在高层建筑、地铁工程、跨江大桥、地下人防工程等必须使用优质混凝土的措施，这一措施的中心议题就是工程建设必须满足耐久性要求。文章认为仅在混凝土使用方面重视质量是不够的，应从工程设计、材料质量和施工等多方面、多渠道予以重视，并对此进行了探讨。

关键词：混凝土结构；耐久性；膨胀混凝土；预应力；结构节点；施工组织设计 文献标识码：A

中图分类号：TU377 文章编号：1009-2374（2016）07-0094-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.048

1 优化混凝土配合比

1.1 精选材料

1.1.1 水泥。品牌大厂旋窑PO42.5，水泥比表面积在300～350m?/kg之间。进货时应分批存放，经检验合格后使用。

1.1.2 碎石。符合连续级配要求，粒径5～25mm，最大粒径不得大于40mm，压碎值指标应小于10%，针片状小于8%，含泥量小于0.5%。

1.1.3 砂。符合连续级配要求，细度模数3.0～2.3符合Ⅱ区颗粒级配，含泥量小于2%。不得使用海砂、山砂、以及石灰岩属性人工砂。

1.1.4 不低于Ⅱ级粉煤灰

1.1.5 矿粉。应符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18064-200895）中S95级及以上级别要求。

1.1.6 外加剂。不得使用含有氯化物的化学外加剂。应采用聚羧酸系列高效减水剂，固含量应大于15%。

1.2 精选混凝土配合比

在优化混凝土配合比方面，不仅是生产厂家要考虑成本需要，更重要的是保证3天、7天和28天设计强度的要求，同时生产的混凝土要具有黏聚性、保水性和流动性。有关C35配合比、28天强度统计等见表2。

表2说明：（1）执行经优化的C35配合比生产混凝土，试块28天强度标准差较小，按GB/T50107-2010标准评定合格；（2）试块强度分布图表明强度大多在40～45MPa之间，强度值波动较小，质量非常稳定。

2 混凝土掺UEA膨胀剂补偿收缩

为了阐述膨胀混凝土中膨胀机理对工程结构所起到的防水作用，本作者以南宁市汇春广场工程地下室底板C35膨胀混凝土应用为例，来进一步说明。

2.1 膨胀剂、混凝土配合比、试块强度

膨胀剂为采用南宁市横县水泥厂生产的AEA膨胀剂，其技术指标以及掺和后的混凝土试块强度实测数据见表3和表4。

2.2 应用结论

2.2.1 汇春广场设计的泵送膨胀混凝土配合比经施工证明是成功的，从统计资料表明，混凝土的抗压强度和抗渗等级均达到和超过设计要求，质量较好。

2.2.2 根据设计要求地下室结构为具有补偿收缩性能的膨胀混凝土，因此在地下室结构和预设后浇带都采用了掺AEA膨胀剂。工程竣工经施工、监理、设计和质监站共同验收，没有发现裂纹，无渗漏现象。

2.2.3 抗渗试块的试验和工程抗渗专门检测结果，得出混凝土抗渗等级均大于S6，满足设计要求。

3 构建钢筋混凝土结构刚度

3.1 拟用预应力混凝土结构

3.1.1 先张法。先张法即先张拉预应力钢筋、后浇筑混凝土的方法。先张法是将张拉后的预应力钢筋直接浇筑在混凝土内，依靠预应力钢筋与周围混凝土之间的黏结力来传递预应力。先张法一般用于生产中小型预制构件。

3.1.2 后张法。后张法是先浇筑混凝土构件，当构件混凝土达到一定的强度后，在构件上张拉预应力钢筋的方法。按照预应力钢筋与混凝土的关系分为有黏结和无黏结两类。

3.2 结构节点加密配筋提高节点刚度

结构节点加密配置钢筋是提高结构节点刚度的手段之一。笔者认为，在建筑物设计时应考虑在柱头核心区及以上1000mm处（图2）、在主次梁交接处（图3）、在砖混结构的构造柱位于楼面以上1000mm处（图4）、经计算剪力较大的大梁支座附近加密配置箍筋。

3.2.1 柱头核心区及以上1000mm处加密配置箍筋（图2）。

3.2.2 主次梁交接处加密配置箍筋（图3）。

3.2.3 砖混结构的构造柱位于楼面以上1000mm加密配置钢筋（图4）。

4 混凝土结构施工措施与养护要求

4.1 留设施工后浇带

有关施工后浇带是在施工图设计时做的考虑，往往设计方面更多考虑的是沉降后浇带和施工分区后浇带。而大面积、大跨度结构施工可能产生的混凝土收缩引发裂缝问题，这就应由施工方进行研究考虑。

4.2 模板安装

模板系统安装应是经过设计，经总工程师组织审定的施工图方案。模板安装完成后应由项目技术负责人和主任工程师组织初审，通过后提交总工程师组织验收。模板系统应符合设计要求，有足够的竖向和横向刚度，确保施工混凝土结构时的稳定性。

4.3 钢筋绑扎

钢筋绑扎应按符合设计要求进行，但应注意以下五个问题：（1）次梁主筋应搁置在主梁主筋上；（2）檐梁主筋应搁置在挑梁主筋上；（3）楼板底面和上两层钢筋之间应有撑筋；（4）钢筋应有保护层垫块；（5）混凝土结构内部埋置的管线应有不损害结构保护层的实际措施，如楼板内线管要有垫块保证管线居于板中间等。

4.4 施工顺序

混凝土结构施工应遵循先浇筑柱子，后浇筑楼面梁板。楼面梁板施工要依照建筑物长度方向从两边往中间均衡施工，以此确保模板系统的稳定与施工安全，进一步保证混凝土结构质量。

4.5 混凝土浇筑方法

混凝土浇筑前应关注混凝土的入模温度，一般要求入模温度应不大于45℃。如个别工程有严格要求，则采取混凝土搅拌时有降温措施。有关大体积混凝土结构浇筑时为降低水化热影响，则按照事先做好的施工组织设计方案进行施工。与此同时，混凝土浇筑方法应有以下两点要求：（1）确保浇筑的连续性，不出现冷缝或被迫留设施工缝；（2）较大体积或较宽较厚的混凝土工程施工要注意施工方法，比如分段分层法、斜面分层法等。

4.6 混凝土养护

混凝土结构浇筑完成看似大功告成，但经验表明此看法欠妥。这个时段加强养护是十分重要的，因为70%的混凝土强度是在这个时期发展，水化热高度集中，若不及时养护将造成不可设想的破坏后果。就如何养护提出以下要求：（1）工程底板采用覆盖蓄水养护；（2）楼面采取覆盖浇水养护，并保持24小时湿润；（3）竖向构件应挂膜覆盖养护；（4）应持续养护不少于7天。

5 结语

为探讨提高混凝土结构耐久性，本文从四个方面进行论述，进一步阐释围绕做好这些工作是对结构耐久性有益的尝试。为此，给出以下结论：（1）精选砂、石、水泥、外加剂等材料，就如同精选好的坯胎为培育良好的物种打下基础；（2）使用膨胀混凝土是解决地下结构防水和提高地下结构耐久性的较好途径之一；（3）优化混凝土配合比，除取得混凝土优良性能外，更重要的是混凝土的强度保证率有所提高以及混凝土致密性更好；（4）在混凝土中构建预应力达到了提高混凝土构件的刚度，更是提高了结构的抗裂性能，达到了延缓混凝土构件开裂，增强耐久性的要求；（5）结构节点加密配筋增加节点刚度，是提高结构的抗震能力和减轻水平构件在竖向荷载作用下产生徐变程度的较好选择；（6）做好施工组织设计是工程能够顺利进行施工的前提条件。混凝土结构做好养护既是保护施工成果，也是建筑物百年寿命的必然要求。

参考文献

[1] 工程建设标准强制性条文[S].

[2] 现行建筑施工规范大全[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3] 建筑施工手册[S].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[4] 混凝土强度检验评定标准（GB/T50107-2010）[S].

[5] 孙跃东.普通高等教育土建类“十二五”规划教材：混凝土结构[M].北京：科学出版社，2013.

作者简介：伍志滨（1965-），男，供职于广西大都混凝土集团有限公司，研究方向：工程管理施工技术。

（责任编辑：王 波）