摘 要：本文針對部分變電站出現混凝土結構耐久性降低，給變電站的運行帶來安全隱患的現象，對影響混凝土結構耐久性的因素進行分析，并提出提高混凝土結構耐久性的措施。
關鍵詞：混凝土結構；耐久性；影響因素；采取的措施
1 ．前言
在2005 年，廣東電網公司深圳供電局對運行中的110kV、220kV 變電站構支架的普查中，發(fā)現有10 個110kV 變電站的110kV 設備（母線刀閘）支架平臺混凝土剝落，鋼筋（箍筋和縱筋）外露比較嚴重；3 個220kV 變電站的220kV、110kV構架梁、柱的混凝土剝落，鋼筋（箍筋和縱筋）外露嚴重。變電站混凝土結構的設計使用年限為50 年，而這些變電站的運行年限多的約20 年，少的僅10 年左右。
混凝土剝落、受力鋼筋外露，直接影響到混凝土結構的安全，也給變電站的安全生產帶來隱患，如果一旦構架、支架因安全性降低而引起倒塌，不但會造成很大的經濟損失，嚴重的還會造成人員傷亡。深圳是一個濱海城市，空氣中的含鹽量普遍高于內陸城市；靠近海邊的區(qū)域，土壤對混凝土和鋼結構的腐蝕性也比較高，這種由于混凝土耐久性的降低而造成的混凝土結構“壽命”縮短的現象，也比內陸城市明顯。
2 ．混凝土結構的耐久性
由于鋼筋混凝土結構具有整體性好、抗震性能好、強度高（相對砌體結構）和造價低（相對于鋼結構）的優(yōu)勢和特點，隨著經濟的快速發(fā)展和城市建設的不斷加快，混凝土結構廣泛地應用在公路、鐵路、橋梁、供水供電等基礎設施建設和火電廠等工業(yè)廠房和居民住宅、高層建筑等民用建筑中。在深圳地區(qū)，除近兩年來新建的220kV 變電站的構、支架、掛線梁等采用鋼結構外，其余多采用鋼筋混凝土結構。
實際上混凝土的耐久性是指組成混凝土的材料在長期的自然環(huán)境中較少腐蝕、經久耐用的性能，主要指抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化等。符合耐久性要求即指，在設計人員進行了耐久性設計，施工單位也采取了相應的提高混凝土耐久性的措施的情況下，一個混凝土結構能夠在設計使用年限內，不出現影響結構安全性的破壞，不需要花費較多費用進行維修，加固。 隨著時間的推移，人們發(fā)現，已經建設使用的混凝土結構并不是耐久的，先于設計使用年限破壞，低于設計壽命的事例時有發(fā)生。在我國，有一些機場，原來準備用30 年的飛機跑道，不到10 年就出現二三十厘米長的裂縫，給飛行安全帶來隱患，而一些公路、橋梁工程，類似的混凝土結構“早衰”現象也屢見不鮮。
3 ．影響混凝土耐久性的主要因素
混凝土的密實度是影響混凝土耐久性的重要因素。眾所周知，混凝土是由水泥、石子、砂子、水經過原材料的選擇和按照一定的科學的配比，經過攪拌，產生一系列的物理、化學反應，硬化后形成的一種建筑材料。目前，在工業(yè)與民用建筑工程中，廣泛使用的是商品混凝土。混凝土由攪拌站生產出來，裝入運輸車，運送至施工現場。由于商品混凝土的轉運，時間的延長，為了保證混凝土的易拌和，易澆搗，避免出現蜂窩、麻面及空鼓現象，所以混凝土的水灰比較大。水灰比增加后，混凝土表面的吸水率和滲透率也增大，使混凝土的抗?jié)B能力下降。過多的水導致混凝土內部的孔隙率很高，特別是毛細孔占相當高的比例，而毛細孔是水分、氧氣、二氧化碳、各種腐蝕性介質等有害物質進入混凝土內部的通道，這些有害物質通過腐蝕混凝土、鋼筋，久而久之，混凝土結構的耐久性大大降低。
混凝土施工中最常見的質量事故如蜂窩、麻面、孔洞、露筋、埋件和轉角處多孔疏松，拆模時脫棱掉角、表面泛漿和多孔，都使混凝土的密實性降低，從而降低了混凝土耐久性。
混凝土結構的養(yǎng)護工作做得好壞，也是影響其耐久性的因素之一。混凝土是一種疏松多孔的混合物，新拌制的混凝土中存在著大量均勻分布的毛細孔，其中充滿水，使水泥進一步進行水化作用，使大孔變成小孔增加混凝土的密實度。因毛細孔是相通的，如外界環(huán)境濕度低，毛細孔水會向外蒸發(fā)，減少了供給水化的水量。如果環(huán)境濕度大或繼續(xù)放在水中，則可通過毛細管向內補給水化用水，混凝土性能就能不斷提高。在干旱多風天氣，毛細孔水迅速蒸發(fā)，水泥不僅因缺水而停止水化作用，還會因毛細管引力作用在混凝土中引起收縮。
此時混凝土強度還很低，收縮引起的拉應力很快使混凝土開裂，破壞混凝土結構，造成質量事故。因此混凝土澆搗完畢后必須及時養(yǎng)護。為保證已澆注好的混凝土在規(guī)定的齡期內達到設計要求的強度和耐久性，并防止產生收縮和溫度裂縫，必須認真做好養(yǎng)護工作，使混凝土在一定的時間內保持水化作用所需要的適當的溫度和濕度條件。
4 ．提高混凝土耐久性的措施
從混凝土結構設計角度，建筑業(yè)內專家早就對混凝土工程壽命問題給予了足夠的重視。在對《混凝土結構設計規(guī)范》進行修訂過程中，進行了研究并最終在2002版新《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2002）中增加了3.4 節(jié)：“耐久性規(guī)定”，明確混凝土結構的耐久性應根據混凝土結構的環(huán)境類別和設計使用年限進行設計，并給出了不同環(huán)境中，各種設計使用年限的混凝土結構的耐久性要求。設計人員應嚴格按照規(guī)范的要求進行設計，例如基礎工程，在舊版的規(guī)范中，按照強度和構造要求，樁基承臺和獨立基礎的混凝土采用C20 即可，但按照新規(guī)范要求，設計使用年限為50 年的二、a 環(huán)境類別下，最低混凝土強度等級為C 2 5 。
在拌制混凝土過程中，可以根據工程設計以及施工要求選擇混凝土外加劑。例如普通減水劑是在混凝土塌落度基本相同的情況下，能減少拌和用水量的外加劑。添加減水劑后，降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細管孔隙率大大下降，提高混凝土密實度。引氣劑（或引氣減水劑）的加入，經攪拌能在混凝土拌和物中引入大量分布均勻的微小氣泡，以改善其和易性，并在硬化后仍能保留微小氣泡以改善混凝土的抗凍融耐久性。
在混凝土澆注、振搗施工中，對于有預留孔洞、預埋件和鋼筋密集的部位，應預先制定好相應的技術措施，確保順利布料和振搗密實。在澆注混凝土時，應經常觀察，當發(fā)現混凝土有不密實的現象時，應立即采取措施。水平結構的混凝土表面，應適時用木抹子抹平搓毛兩遍以上，必要時，還應先用鐵滾筒壓兩遍以上，防止產生收縮裂縫。另外，在混凝土終凝前做好原漿抹面壓光，增強表面密實度，是提高混凝土耐久性的一個有力措施。因為自然環(huán)境對混凝土結構的物理、化學侵蝕是從表面開始的，因此結構表面施工質量的優(yōu)劣將影響整個構件的耐久性。在施工前期準備以及施工過程中，施工單位應采取措施，保證混凝土的保護層厚度、振搗密實以及給予充分的養(yǎng)護等。
目前，建筑工程普遍實行招標制度。業(yè)主方希望價格越低越好，在招標過程中會盡量地壓低造價，而施工單位間競爭激烈，即使保持低利潤也希望中標，也將投標價格壓得比較低。而真正中標后，也不愿意再為提高混凝土的耐久性付出更多的成本。如果在合同中加入有關工程耐久性的要求和規(guī)定，中標方就會重視工程的長期壽命，采取措施提高建筑工程壽命。
5 ．結語
近年來，隨著經濟的快速發(fā)展，用電負荷大幅度增長。在深圳每年新建的110kV以上輸變電工程幾十項，2007年，深圳電網建設安排投資達到26.5 億元，計劃新增110kV 及以上變電容量多達701 萬kVA。因此從業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理各個方面都應該重視混凝土結構的耐久性問題，過早“衰老”的工程不僅會帶來安全隱患，還需要耗費數額巨大的工程維修和重建費用，造成不必要的浪費，而將這些人力、物力用于新的建設和開發(fā)，會帶來更多的經濟效益和社會效益。
參考文獻
[1].建筑施工手冊（第四版 縮印本）.中國建筑工業(yè)出版社.2003.9
[2].混凝土結構設計規(guī)范. GB50010-2002
