钢筋混凝土结构耐久性提升的关键施工工艺研究

一、引言

在现代建筑工程中，钢筋混凝土结构应用广泛。然而，受环境侵蚀、荷载作用等因素影响，其耐久性问题日益凸显。提升钢筋混凝土结构耐久性，对保障建筑安全、延长使用寿命、降低维护成本意义重大。本文深入探究提升其耐久性的关键施工工艺，力求为工程实践提供有效指导。

二、材料选择对耐久性的影响及工艺要点

2.1 水泥的选用

水泥品种选择需与环境侵蚀类型精准匹配，在硫酸盐浓度超 2000mg/ L 的海洋环境，应选用铝酸三钙含量低于 5% 的抗硫酸盐水泥，其28d 砂浆抗蚀系数可稳定在0.85 以上；对于碳化速度快的干燥环境，宜采用C3A 含量 8%-10% 的普通硅酸盐水泥，通过加速水化生成更多钙矾石提升抗碳化能力。某盐湖地区桥梁工程采用低碱水泥（碱含量 ≤0.6% ），配合掺加 5% 的矿渣粉，成功解决了碱骨料反应问题。施工时需对每批次水泥进行氯离子含量检测（要求 ≤0.06% ），并通过负压筛析法控制细度（ 80μm 筛余≤10% ），储存期超过3 个月的水泥必须重新复试合格后方可使用。

2.2 骨料的选择

粗骨料需满足“双控指标” ，即压碎值指标（C60 及以上混凝土 ≤10% ）和岩石抗压强度（不低于混凝土强度等级的 1.5 倍），在冻融环境中还需检测其坚固性（质量损失 ≤5% ）。细骨料宜采用级配区Ⅱ区的天然砂，含泥量严格控制在 3% 以内（C50 以上混凝土 ≤2% ），通过亚甲蓝试验区分黏土与石粉含量（MB 值 ≤1.4 为合格石粉）。某高铁桥梁工程采用反击破碎石作为粗骨料，经整形处理后针片状含量降至 5% 以下，配合河砂与机制砂1:1 混合使用，使混凝土弹性模量提高 15‰

2.3 外加剂与掺合料的应用

高性能减水剂应优先选用聚羧酸系产品，其减水率可达 30% 以上，能将水胶比降至 0.35 以下，在超高强混凝土中掺量控制在 1.2%-2.0% ，需通过净浆流动度试验确定最佳掺量。引气剂宜采用松香热聚物类，在严寒地区混凝土中引入 3%-5% 的含气量，气泡间距系数控制在 200μm 以内，显著提升抗冻标号至 F300 。掺合料采用“粉煤灰 + 硅灰” 双掺体系，其中Ⅰ级粉煤灰取代 20% 水泥，可降低水化热峰值 30% ，硅灰以 5%-8% 比例掺入，能填充水泥水化孔隙使氯离子扩散系数降低 40‰ 。

三、施工工艺优化提升耐久性

3.1 混凝土配合比设计

混凝土配合比设计需建立“环境适配” 理念，针对海洋环境应重点控制氯离子扩散系数，通过掺入 30% 硅灰将其降至 1.0×10^-12m²/s 以下；化工区则需提高混凝土抗硫酸盐侵蚀系数，可采用 35% 矿渣粉替代水泥，使系数维持在 0.9 以上。某核电工程采用“双掺技术” （粉煤灰 .+ 硅灰），将水胶比严格控制在0.38，同时通过正交试验确定砂率 42% 、减水剂掺量 2.1% 的最优组合，经检测混凝土28d 电通量仅为650C，远低于规范限值 1000C

3.2 混凝土浇筑与振捣

大体积混凝土浇筑需采用“ 分层推移” 工艺，分层厚度根据振捣器有效作用半径确定，插入式振捣器控制在 500mm 以内，表面振捣器则不超过300mm 。某超高层基础承台施工中，创新采用“ 跳仓浇筑 ₊ 测温调控” 技术，分 8 个浇筑块间隔施工，每块浇筑时间控制在 8 小时内，同时通过预埋测温管实时监测内部温度，确保内外温差不超过 25^∘C_ι 。振捣作业遵循“ 快插慢拔” 原则，振捣棒插入下层混凝土 50mm 深度，振捣时间以表面泛浆无气泡逸出为准，一般为20-30 秒，相邻振捣点间距不大于1.5 倍振捣半径，有效避免漏振形成蜂窝麻面。

3.3 混凝土养护

现代养护工艺已从被动保湿升级为“ 智能温控保湿” 系统，夏季采用雾化喷淋养护，通过传感器实时监测表面湿度，确保相对湿度不低于 90% ；

冬季则启用电热毯+阻燃棉被组合保温，使混凝土核心温度保持在 5^∘C 以上。某跨河大桥箱梁施工中，应用蒸汽养护技术，在升温阶段控制速率不超过10^∘C/h ，恒温阶段保持 60^∘C±5^∘C 持续 48 小时，降温速率不大于 15^∘C/h ，使 28d 强度达标率提升至 100‰ 。对于薄壁构件，采用养护剂+土工布复合养护，养护剂涂刷量控制在 300g/m² ，确保7 天内表面始终处于湿润状态，显著降低早期收缩裂缝发生率。

四、结构防护增强耐久性

4.1 钢筋防护措施

钢筋锈蚀是影响结构耐久性的核心问题，其锈蚀过程会导致体积膨胀，引发混凝土开裂剥落，最终削弱结构承载能力。除环氧涂层钢筋外，阴极保护技术在大型桥梁和港口工程中应用成效显著，通过向钢筋施加微弱电流形成防护电场，可阻止电化学腐蚀反应。在高湿度环境施工时，需先对钢筋表面进行喷砂除锈处理，确保除锈等级达到 Sa2.5 级，随后立即涂刷专用防锈底漆，避免二次锈蚀。某地铁隧道工程中，采用“ 环氧涂层+阴极保护” 双重防护体系，使钢筋锈蚀速率降低 80% 以上，结构寿命预计延长至 100 年以上。施工过程中应严禁尖锐物体碰撞钢筋涂层，绑扎节点需使用塑料垫块隔离，确保防护层完整性不受破坏。

4.2 混凝土表面防护

混凝土表面是抵御外界侵蚀的第一道屏障，其防护处理需根据环境类别制定差异化方案。在严寒地区，可采用渗透型硅烷浸渍剂，其能深入混凝土内部与水化产物反应，形成斥水层并保持透气性，经处理的表面可使冻融循环抵抗次数提升 3 倍以上。化工厂区则需采用乙烯基酯树脂涂层，该材料对酸碱介质具有广谱耐受性，施工时需采用高压无气喷涂工艺，确保涂层厚度达到 2mm 以上且无针孔缺陷。某化工厂房改造工程中，通过“ 基层修补 + 硅烷浸渍 + 树脂涂层” 复合防护工艺，使混凝土表面抗渗等级从P8提升至 P12，成功解决了长期酸雾腐蚀问题。施工前需通过拉拔试验检测基层强度，确保表面平整度误差不超过 3mm ，为涂层施工提供坚实基础。

4.3 设置排水与防潮系统

水是引发混凝土碳化、钢筋锈蚀的主要介质，完善的排水防潮系统能从源头阻断侵蚀路径。屋面工程应采用“ 结构找坡 + 虹吸排水” 组合系统，排水坡度不小于 3% ，虹吸雨水斗布置间距控制在 15 米以内，确保积水排放速度大于降雨强度。地下工程除传统防潮层外，可增设水泥基渗透结晶型防水涂层，其能在水作用下生成针状晶体堵塞毛细孔，与结构形成终身防水体系。某沿海地区地下管廊工程中，创新采用“ 外围盲沟 + 内部导水板+防水卷材” 三维排水体系，配合膨润土防水毯与混凝土结构的协同作用，使舱内相对湿度长期稳定在 60% 以下。施工时需严格控制排水坡度偏差在 5% 以内，防潮层搭接长度不小于 100mm ，且在阴阳角部位增设 500mm 宽加强层。

五、结论

钢筋混凝土结构耐久性提升依赖于一系列关键施工工艺。从材料选择、施工工艺优化，到结构防护措施的实施，以及严格的质量控制与检测，每个环节都紧密关联。施工过程中，需严格遵循相关标准和规范，强化质量意识，精准把控各施工工艺要点。如此，方能有效提升钢筋混凝土结构的耐久性，确保建筑工程长期安全稳定运行，为社会经济发展提供坚实保障。

参考文献

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