摘要 :城市排水混凝土建筑物由于存在裂缝 、 凝土炭化 、 筋锈蚀 、冻融冻胀 、水质侵蚀和气蚀 ,混凝土碱集料反应等病害 ,我国各大中小城市排水工程的耐久性普遍不足 。提出了为改善排水工程的耐久性 ,应从建筑材料 、工程设计 、施工工艺 、 常运行管理等诸方面采取适当的措施 ,延长建筑物的使用寿命 。
关键词：混凝土 ， 城市 ，排水， 建筑物
Abstract: urban drainage concrete buildings there of crack, coking, reinforced soil rust, freeze-thaw frost heaving, water erosion and corrosion, the concrete JianJiLiao reaction disease, medium and small cities in the drainage engineering of the durability of the common insufficient. Put forward to improve the durability of the drainage engineering, building materials should be, engineering design, construction technology, often operation management and other aspects take proper measures to prolong the service life of the building.
Keywords: concrete, city, drainage, building
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
1 引言
排水工程是各大中小城市的基础产业 。目前 ,正以大规模 、 速度 、 质量的势头发展 。全国城市排水工程建设每年需要耗费维护费几百亿元 ,仍然不能满足实际需要 。 20 世纪 70 年代之前建设的排水工程 ,每年又以损失几百亿元的速度破损跨塌 。产生这个问题的原因很多 ,主要是我国排水建筑物设计执行着按强度设计的模式 ,较少考虑建筑物的抗冻防渗等因素 ,又由于环境作用引起结构材料性能劣化 、腐蚀对结构安全性 的影响 , 造 成工程寿命不长 。因此 , 提高排水建筑物质量的耐久性 、延长工程使用寿命 ,具有很强的现实意义和历史意义 。
2 影响城市排水建筑物耐久性的主要因素
城市排水建筑物种类较多 ,主要有泄水建筑物 、输水建筑物 、 水泵站 、水闸 、堤防 、 道 、污水处理厂 、截 洪沟以及泄 、 水建筑物的配套设施等 。建筑材料主要有混凝土 、钢筋混凝土以及土 、 、 石 、 石或砌石等当地材料 。
排水建筑物不仅应该具有安全性和适应性 ,还应该具有耐久性和经济性 。结构的耐久性是指结构及其部件在各种可能引起材料性能劣化的作用下 ,长期维持其应有功能的能力 。当前影响排水建筑物耐久性的主要因素 ,除由于原设计标准偏低外 ,其他主要因素有 : 质量差 (包括设计规范 、设计质量和施工质量 ) 、日常管 理 维 护 费 用 不 足 、维 修 不 当 不 及时 、 人素质低 、环境恶劣等 。造成混凝土裂缝 、钢筋锈蚀 、混凝土炭化 、 蚀 、渗水 、漏气等原因 ,碱骨料反应破坏也是排水混凝土耐久性病害 ,应特别引起重视 。在上述破坏因素中 ,混凝土裂缝 、 凝土冻融不够 、 凝土防渗不够为首要因素 。混凝土裂缝的出现 ,绝大多数在施工期就已存在 ,有的虽然在施工期后 ,也多在运行初期 5 年左右 。裂缝的存在 ,会引起其他病害的发生和发展 。如冻融破坏 、 境水侵蚀 、 凝土炭化和钢筋锈蚀等 。另外 ,氯盐的渗入 、 学物质的渗漏溶蚀 ,使钢筋表面脱钝及锈蚀也造成排水建筑物的损坏 。
3 提高城市排水建筑物耐久性的主要对策
排水建筑物出现的耐久性病害的原因 ,不仅与设计规范有关 ,还与建筑物材料有关 ,也与设计 、施工 、日常运行和管理等密切相关 。要想提高排水建筑物的耐久性 ,我们就必须采取相应的对策 。这些对策主要有 :
3. 1制定城市排水建筑物设计规范
现行的水工建筑物设计规范均对建筑物的耐久性作了明确规定 ,即《水工混凝土结构 设计规范 》( SL / T191 - 96 ) ,对水工混凝土结构的耐久性提出了最低强度等级 、 大水灰比 、 小水泥用量 、 渗等级 、 冻等级以及采用抗侵蚀水泥和抗耐磨水泥 、 化热大小水泥等措施及要求 ,来保证水工建筑 物 的 耐 久 性 。国 家 标 准《混 凝 土 结 构 设 计 规 范 》( GB50010 - 2002 ) 只对混凝土结 构中的最大氯离子含量 和最大碱含量作了规定 。目前在城市排水建筑物设计中严格执行《国标 》 考《水工 》 已经是最优设计了 ,实际上在排水建筑物设计中还远远不能满足要求 ,原因是 : 水工的水与城市排水工程的水 、水工的气与城市排水工程的气 、水工的环境与城市排水工程的环境不一样 ,城市排水工程更复杂 、更恶劣 。因此 ,城市排水建筑物的设计规范更全面 、 具体 、更严格 、 科学 ,并应加快制定 。
3. 2 城市排水建筑物材料的选择
城市排水工程混凝土质量评判不能仅仅以强度指标来评定 ,还应有耐久性要求 。在 排水工程混凝土中 ,尽可能低的水泥用量是提高混凝土抗裂和耐久性能的主要途径 。混凝土强度与耐久性之间并不一定存在相关性 。比如掺入外
加剂粉煤灰后的早期强度往往有所降低 (现代掺粉煤灰技术也可做到不降低 ) ,而抗氯盐侵入的耐久性却能成倍增长 。
钢筋锈蚀也是排水工程混凝土主要的耐久性病害 ,防止钢筋锈蚀的最主要途径是提高混凝土的抗渗性能 ,从而阻止或延缓外界环境中氯离子 、二氧化碳 、氯气以及水分子的侵入 。这需要从混凝土的配合比 、保护层厚度 、施工质量和施工养护等方面下功夫 。
排水工程混凝土碳化是耐久性的又一病害 ,是空气中的二氧化碳与混凝土水化硬化过程中产生的氢氧化钙等碱性的物质发生化学作用 ,生成碳酸钙 ,并使混凝土趋于中性所致 。混凝土的碳化是一个长期的过程 ,碳化速度的快慢主要取决于混凝土的抗渗性能的好坏 ,以及混凝土的含水量 ,大气中的二氧化碳浓度 ,以及周围环境湿度来决定 。这就要从混凝土的水泥品种 、 灰比 、 料粒径大小 、 工质量等方面来努力克服 。
大体积混凝土结构 ,各部位耐久性要求有所不同 ,应根据大体积混凝土各部位性能要求 ,按有关规范的规定进行混凝土设计 。同时应重视和预防混凝土中碱集料反应的破坏 ,因为大体积混凝土较长的使用年限为碱集料反应提供了足够的时间 。防止混凝土碱集料反应的措施有 : 使用含碱量较低的水泥和 非 活 性 集 料 。比 如 使 用 火 山 灰 质 混 合 料 、粉 煤灰 、 渣和硅粉混合料代替部分水泥 。施工期加强养护 、增长混凝土振倒时间 ,增强混凝土密实性 。在日常运行中重视建筑物的排水 ,避免表面积水和接缝漏水等等 。