影响水工建筑物耐久性的主要因素及预防对策

于振兴

摘要：随着我国经济水平的不断提升，建筑行业得到了迅猛发展。水工建筑物作为我国水利工程的重要组成部分，其建筑整体的安全性、稳定性、耐久性是人们所看重的重要因素。目前大部分的水工建筑都是利用钢筋混凝土作为主要结构，虽然其稳定性较强，但影响其耐久性的因素极多，如不采取相应对策，便会导致水工建筑物整体施工质量下降。综上所述，本文将对影响水工建筑物耐久性的主要因素及预防对策展开简单的分析，以期提升水工建筑工程项目的整体质量。

Abstract： With the continuous improvement of China's economic level， the construction industry has been developing rapidly. Hydraulic building as an important part of China's water conservancy project， its safety， stability and durability of the whole building are important factors. At present， the main structure of most of the hydraulic buildings is reinforced concrete， although its stability is strong， many factors impacts its durability. If not take the corresponding countermeasures， the overall construction quality of hydraulic building will be decreased. In summary， this paper will analyze the main factors affecting the durability of hydraulic building and the preventive countermeasures， with a view to improving the overall quality of hydraulic building projects.

關键词：水工建筑物；耐久性；影响因素；预防对策

Key words： hydraulic building；durability；influencing factors；prevention measures

中图分类号：TV698.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）19-0191-02

0 引言

水利工程作为我国的基础产业，其规模与数量正在逐渐增大。随着社会经济的高速发展，人们对水工建筑物的稳定性提出了更高要求。水工建筑物在施工、使用过程中由于气候条件、周边环境等各种因素会对其耐久性造成极大影响，因此必须要加强水工建筑物的耐久性，才能为人们的生活安全提供保障。

1 影响水工建筑物耐久性的原因

1.1 施工材料

水工建筑物主要是利用钢筋与混凝土两部分共同组成，若其中任何一方出现质量问题便会对建筑物的整体结构耐久性造成极大影响，还会因建筑物周边环境、气候条件等各方面因素受到病害，从而会导致水工建筑物的耐久性降低。

1.2 施工技术

在水工建筑物施工过程中，由于部分施工人员综合素质较低，因此无法掌握合理的施工技术，同时也没有充分掌握水工建筑物耐久性的重要性。另外，部分施工人员不具备较强责任心，因此在施工过程中没有严格按照相关施工规范进行施工。

1.3 环境因素

水工建筑物的所处位置、环境比较特殊[1]，尤其是针对海边的水工建筑物，其在使用过程中，便会受到海水中盐分的腐蚀。另外，当污水与钢筋混凝土结构互相接触，便会导致其保护层遭到破坏，从而导致水工建筑物的整体耐久性受到影响。

2 提升水工建筑物耐久性的策略

2.1 选用优质施工材料

在水工建筑物开始施工之前，便要选用优质[2]、合理的施工原材料进行施工。要让供货商提供建筑材料的质量检测文件，在材料入场之前也要进行严格的抽样检测工作，才能从根本上保证水工建筑物的整体耐久性。

2.2 合理控制水灰比、水泥用量

水灰比与水泥用量是影响钢筋混凝土结构耐久性的重要因素，因此要将水灰比与水泥用量严格控制，才能提升水工建筑物整体的耐久性与施工质量。

2.3 提升施工质量

在水工建筑物竣工之后，要按照国家标准对其施工质量进行严格审查。同时在施工过程中，监理等施工管理人员、企业要控制好施工过程中的每一个环节，才能从细节上控制好水工建筑物的整体质量、耐久性。

3 韩江下游水工建筑物耐久性案例研究

结合实际案例可以更好地分析出提升水工建筑物耐久性的对策，下面将以韩江下游水工建筑物为调查对象，展开水工建筑物的耐久性分析。

3.1 韩江下游水工建筑物耐久性调查

本文对我国广东潮汕地区韩江出海口的数座水工建筑物（挡潮闸）进行了耐久性调查，韩江出海口有五座挡潮闸距南海较近[3]，并受到回灌海水、海风、海雾等多方面坏境影响，部分挡潮闸的立柱、面板等位置均出现了严重被腐蚀现象。而其中被破坏的主要表现形式为建筑物中的钢筋被锈蚀、混凝土发生胀裂、保护层脱落等，同时其受破坏现象还表现为挡潮闸断面减小且结构出现严重变形。而继续对五座挡潮闸进行仔细调查，经分析后得出以下几点结论：

①经过现场勘察检测，发现挡潮闸的混凝土中渗透度已达到80-100mm，碳化深度为40-50mm，混凝土保护层无法发挥对钢筋的保护作用；

②挡潮闸的沉降度极大，其最大沉降量可达83mm，位于同一闸室段的不均匀沉降现象也高达55mm，建筑整体出现由于不均匀沉降而导致的裂缝现象，其中的钢筋受到严重腐蚀；

③调查人员对原设计图纸进行了核实，图纸中的结构混凝土强度等级为C15；通过调查发展，混凝土抗压强度为161-22MPa范围内；

④通过检测实验，混凝土保护层厚度为12-50mm。

3.2 影响韩江下游水工建筑物耐久性因素分析

3.2.1 耐久性下降原因

通过检测混凝土CI-渗透度与碳化度结果得知，在混凝土CI-中，其渗透度与碳化度贯穿了钢筋保护层，CI-的最高渗透度可达到80-100mm[4]，而导致韩江下游水工建筑物耐久性下降的主要原因便是建筑物中的钢筋由于长时间遭受回灌海水、海风、海雾的腐蚀而产生体积膨胀现象，从而导致混凝土出现胀裂；位于河流近海段位置处，会含有较厚的淤泥，在挡潮闸建筑过程中，没有对基础处理妥当，致使建筑物发生不均匀沉降，并导致水工建筑物中裂缝不断增加，从而将钢筋混凝土受腐蚀破坏速度加快；在建筑过程中，使用了强度等级较低的混凝土材料，使得其保护层过薄，使得水工建筑物整体的抗海水腐蚀性低，并影响建筑物整体的耐久性。

3.2.2 钢筋混凝土受腐蚀原因

在混凝土中存在大量的Ca（OH）2，溶液中的pH值超过12。钢筋基于碱性介质作用下，便会在表面生成出较为稳定的氧化物钝化膜，从而保护钢筋不受腐蚀。但混凝土存在CI-时，且其摩尔值大于0.6时，便会导致pH值增大，便会使得钢筋表面的氧化物钝化膜遭到破坏，从而知识钢筋受到腐蚀。

3.3 解决韩江下游水工建筑物耐久性劣化策略

3.3.1 选用高性能混凝土

针对韩江下游水工建筑物的耐久性分析结果，可以看出影响其耐久性的主要因素便是混凝土、钢筋受到长时间的海水腐蚀而导致水工建筑物整体的耐久性降低，因此要想有效预防这种现象便要在建设过程中选用性能较好、抗腐蚀性较强的钢筋混凝土材料提升水工建筑物的整体抗腐蚀性，才能提升建筑物整体的耐久性。

除了选用高性能材料之外，为提升混凝土的耐腐蚀性能，可利用高效外加剂与粉体技术将混凝土的性能强化。可以在混凝土外部外掺优质粉煤灰、矿渣粉、硅粉等材料，同时结合大体积混凝土水热化控制技术等，来提升混凝土的性能、耐腐蚀性能。而针对韩江下游水工建筑物耐久性降低的问题，为了增强挡潮闸的耐久性，施工团队对相关水工建筑进行了重建、翻修，并结合了抗海水腐蚀的建筑耐久性设计，利用大掺量细磨矿渣高性能混凝土作为施工材料，有效提升了韩江下游水工建筑物的整体耐久性。

3.3.2 提升水工建筑物抗海水腐蚀性能

为了提升水工建筑物的耐久性，除了采用合理的施工材料与施工技术外，还要进行相应的辅助性强化措施：

①提升混凝土保护层厚度：钢筋的被腐蚀现象，主要是由碳化或CI-引起，因此其服务寿命是影响保护层厚度的重要因素，因此要加强保护层的厚度才能有效保证钢筋不被腐蚀。经相关调查数据显示，基于大掺量细磨矿渣混凝土技术，其保护层厚度如果由3.5cm增加至5.0cm，其混凝土整体耐碳化年限可以提升150年左右；混凝土保护层厚度由3.0cm增加至6.0cm时[5]，钢筋失钝时间便可延长4倍左右。由此可见，为了有效提升水工建筑物的耐久性，便要提升混凝土的保护层厚度。因此在韩江下游水工建筑中，为了提升水工建筑物整体的抗海水腐蚀性，便要将混凝土的保护层厚度提升至大于5cm，同时也要在水工建筑项目施工过程中，按照设计要求进行严格施工。

②加强水工建筑物沉降量与不均匀沉降的控制力度：在韩江入海口位置的淤泥层较厚，水工建筑物是以软基为基础进行建设的，因此便会出现沉降量大且不均匀沉降的现象。针对韩江水工建筑物的耐久性问题，施工团队在重建过程中，利用深层水泥搅拌桩复合承载地基的施工处理办法，将水工建筑物的不均勻沉降值严格控制在合理范围之内，并有效避免了水工建筑物出现裂缝，才能加强水工建筑物整体的耐久性。

③混凝土养护：由于韩江水工建筑物靠近海边，海风较为频繁，如果对混凝土养护不到位便会使混凝土结构部件出现干缩、裂缝现象，因此要避免这种现象发生才能提升水工建筑物的整体耐久性。在重建过程中，施工团队利用掺40%、60%细磨矿渣粉与纯水泥制作出强度等级相同的混凝土板对水工建筑进行重建施工，并结合保湿养护工作，从而有效提升了韩江下游水工建筑物整体的耐久性能。

4 结语

要想提升水工建筑物的整体耐久性，便要从施工设计、施工过程、环境因素三方面来考虑。由于水工建筑主要是利用钢筋混凝土构成，因此要结合施工现场实际环境、施工技术等各方面因素加强对混凝土的养护工作，同时在选用混凝土材料时，要选用性能好、强度高的材料才能从根本上提升水工建筑物整体的耐久性。相信在广大建筑企业的不断努力下，结合先进的施工技术、施工材料提升水工建筑物的耐久性，从而促进我国水利工程事业蓬勃发展。

参考文献：

[1]柏宝忠，王以仁.影响水工建筑物耐久性的主要因素及预防对策[J].水利水电技术，2004（10）：13-16.

[2]吴秀云.影响水工建筑物耐久性的主要因素及预防对策[J].黑龙江科技信息，2014（26）：225.

[3]常斌.浅谈影响城市排水建筑物耐久性的主要因素及对策[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（08）：163-164.

[4]赵琬玉.影响城市排水建筑物耐久性的主要因素及对策[J].辽宁科技学院学报，2006（02）：30-31.

[5]祖福兴.船闸抗冲耐磨混凝土性能及应用研究[D].西南交通大学，2010（15）：12-78.