沿海地区混凝土结构工程施工质量控制
摘要：大型围海造地吹填土地成为现代化的改造治理环境并拓宽土地资源新的发展趋势，使得我国在沿海地区的钢筋混凝土结构越来越多，随着时间的推移，混凝土产生损害的现象越来越严重。现结合曹妃甸地区混凝土的施工措施，对海洋地区混凝土损坏的原因措施进行简要分析，提出质量控制建议。
关键词：沿海；混凝土；腐蚀；防治
冀东发展曹妃甸装备研发及成套制造建设项目位于唐山市曹妃甸工业区装备制造产业园区，项目占地2550亩，计划投资45亿元。目前，已开工建设的项目有：风力发电设备制造项目、盾石机械制造建设项目、重型机械热加工中心建设项目及冀东日彰节能风机制造项目。
1.工程结构特点
已开工项目以厂房为主，厂房地基处理多采用PHC桩，基础及辅房均为混凝土结构，厂房上部为钢结构，采用彩板围护，厂房内布置较多大型混凝土设备基础。混凝土施工质量的控制保证尤为重要，而本地区地质及水文条件对施工质量保证较为不利，施工场地原为海产品养殖场，后经吹填碾压所成，地下水位比较高，在-1.0左右为孔隙潜水。受大气降水及河流渗透水位变化范围为±0.5米。本区属偏暖温带半湿润气候类型，平均年降水量621.5mm，降水多集中在7、8月份。沿海地区混凝土耐久性病害形式主要表现为混凝土中钢筋锈蚀；同时，局部存在如盐侵蚀导致的混凝土酥化、表层脱落等病害，在北方还存在冻融破坏。因此，对沿海地区钢筋混凝土结构物的腐蚀问题不能掉以轻心，必须采取防护措施来提高耐久性。
2.混凝土构造物腐蚀破坏的原因分析
混凝土本身是高碱性物质，混凝土中的钢筋处在高碱性环境中(pH＞12．5)。由于阳极钝化作用，钢筋表面形成一层致密的钝化膜，保护钢筋免受腐蚀。钢筋锈蚀是混凝土结构物耐久性降低甚至破坏的首要原因。混凝土中引起钢筋钝化膜破坏通常有以下两种。
2．1 混凝土的碳化
混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中ＣＯ２气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。
2．2 氯化物的侵蚀
氯离子是极强的阴性活化(去钝化)剂，因为钢筋表面的钝化膜是在水泥水化的高碱性（PH＞12.6）下产生，它致密，对钢筋有很强的保护作用，氯离子进入混凝土中并到达钢筋表面积聚到一定的浓度时，可使该处PH值迅速降低，因极化反应，钢筋钝化膜遭到破坏。在有足够的氧和湿度条件下，钢筋就会发生锈蚀反应。特别是在混凝土保护层表面有缺陷(裂纹、露筋)时，锈蚀会加速。钢筋锈蚀所产生的一种铁的化合物(氧化铁Fe2O3为主)，其体积会膨胀4倍，会在混凝土内部产生内应力，导致混凝土进一步开裂，使钢筋与混凝土的握裹力降低，影响混凝土结构的承载力和寿命。为了有效防止Cl-对混凝土的结构的不利影响，最直接的方法是采取有效措施防止Cl-向混凝土结构内部的渗透。
由于本工程地处海洋环境，除了要防止混凝土碳化对结构耐久性影响之外，更主要是防止Cl-的渗透对混凝土结构的不利影响，上述可知，要保证本工程混凝土结构耐久性，必须要控制好混凝土的碳化以及Cl-渗透。
3、混凝土结构施工质量控制
通过对本工程所处的环境以及混凝土构造物腐蚀破坏的原因分析，为提高混凝土结构的耐久性这一项涉及面较广的系统工程，将本工程的混凝土质量控制大致可分为“防”和“治”两方面，“防”胜于“治”。“防”就是在设计和施工中采取防腐措施，“治”就是修补。我们施工中应从以下几个方面控制其质量：
3.1针对混凝土碳化破坏的防治
对于混凝土的碳化破坏，我们在实践中总结出了一系列治理措施：一是，在施工中应根据建筑物所处的地理位置、周围环境，选择合适的水泥品种,对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗硫酸盐普通水泥；二是，分析骨料的性质，如抗酸性骨料与水、水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用；三是，要选好配合比，适量的外加剂，高质量的原材料，科学的搅拌和运输，及时的养护等各项严格的工艺手段，以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀，以确保混凝土的密实性；另外，在环境恶劣的地区，采取涂层保护效果较好，对建筑物地下部分在其周围设置保护层；如：用溶化的沥青涂抹。还有，若建筑物一旦发生了混凝土碳化，最好采用环氧材料修补，若碳化深度较大，可凿除混凝土松散部分，洗净进入的有害物质，将混凝土衔接面凿毛，用环氧砂浆或细石混凝土填补，最后以环氧基液做涂基保护。
3.2针对混凝土CI-侵害的防治
混凝土CI-侵害的防治主要从两个方面进行，一方面是减少混凝土施工中自身CI-含量，主要从混凝土所用原材料进行控制；另一方面减少和防止外界CI-的侵入对钢筋的损害，主要从混凝土钢筋保护层、混凝土表面涂层及混凝土表面裂缝防制方面进行控制。具体控制方法如下：
3.2.1设计中充分考虑混凝土原材料
以往的设计对结构的安全性考虑得比较充分，对耐久性考虑不足，设计时应针对海洋环境，选择合适的工程布置、结构形式和构造，采用抗腐蚀性和抗渗性良好的优质混凝土。我国对混凝土结构的耐久性研究起步于20世纪60年代，至2000年已取得了关于混凝土碳化、氯盐侵蚀等大量研究成果。并推出实施了《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）,《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）。国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）自2009年5月1日正式实施。在本工程设计图纸中对该地区定义为滨海室外环境(混凝土结构环境类别为Ⅲ类)，按照该环境，结构混凝土除需严格按规范选择原材外，还需满足如下耐久性基本要求：最大水灰比≯0.50、最小水泥用量≮300kg/m3、最低混凝土强度≮C30、最大氯离子含量占水泥用量≯0.1%、最大碱含量≯3 kg/m3。我项目工程施工中所用混凝土均从以上几个指标进行了控制，各项指标均可达到上述要求。
3.2.2混凝土构造设计
混凝土的安全使用寿命除与混凝土本身材质性能有关外，与混凝土保护层厚度的关系为：混凝土的安全使用寿命与保护层的平方成正比。在高温、潮湿和盐分条件下，混凝土结构的保护层必须加厚。在本工程中图纸设计中已按滨海室外环境选用了合适的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度，即：板、墙、壳结构钢筋保护层≮30mm；梁、柱钢筋保护层≮40mm。施工中必须严格遵守，需严格控制垫块、马凳数量，以保证保护层厚度。
3.2.3混凝土防腐处理
混凝土是一种多孔材料，气体、液体或者离子受到压力、化学能或者电场作用下会渗透到混凝土内部，当混凝土中氯离子达到一定含量时，就会对钢筋造成侵蚀，在施工过程中或多或少总会存在某些缺陷，在表面涂装材料后，使涂装层材料在混凝土表面形成一层致密的保护层，可降低氯离子渗透速率和降低碳化速率，防止混凝土受损。因此图纸设计中要求涂500μm厚环氧沥青涂层或聚氨酯环氧涂层，以隔绝氯离子向混凝土中的渗透，对混凝土结构起到保护作用。施工中对防腐层的施工质量进行严格的检查和验收，不合格必须返工，全部达到合格要求后方可进行下步施工，以尽量减小环境对混凝土的不利影响。
3.2.4混凝土的养护及成品保护，对于现浇混凝土，混凝土成型抹面结硬后立即覆盖，混凝土初凝后立即进行浇水养护，养护用水为外运淡水,记录每天的温度和风向，避免混凝土干湿交替，严禁采用海水养护，控制拆模时间，侧面拆模不小于48小时。
4、结论
通过上述内容可以看出，在沿海地区进行混凝土结构施工，主要的是要消除氯离子及碳化对混凝土结构的不利影响，从设计到施工通过采取一系列的质量控制措施，从而保证混凝土结构的质量。
