混凝土結構耐久性研究及其設計方法

楊志華

黑龍江省公路勘察設計院

前言：

混凝土結構在整個建筑領域里有著不可替代的作用，越是現(xiàn)代化和越是功能化的建筑物，就越離不開混凝土結構的支持，混凝土結構耐久性是建筑設計和施工的重要問題，應該對混凝土結構耐久性抱有行業(yè)的敏感性。本研究立足于混凝土結構設計工作實際，對于混凝土結構出現(xiàn)耐久性不強的表現(xiàn)進行了描述，在初步進行混凝土結構耐久性問題分析的基礎上，提供了做好混凝土結構耐久性設計的方法和混凝土結構耐久性的設計思路。

1.混凝土結構耐久性問題的概述

1.1 混凝土結構耐久性問題的一般表現(xiàn)

在設計的層面上，混凝土結構耐久壽命一般被設計在50y，對于重要的建筑類型和功能性建筑混凝土結構耐久性被要求達到100y以上，而在混凝土結構的實際運行中由于環(huán)境的腐蝕性物質的存在往往在15y左右就會出現(xiàn)混凝土鋼筋的銹蝕，一些高侵蝕地區(qū)更是在建筑完成的較短時間內就出現(xiàn)大幅度地銹蝕，進而必須進行加強和修復。混凝土結構耐久性出現(xiàn)問題會給整個社會帶來經(jīng)濟上的嚴重損失，并會造成環(huán)境污染的加劇。當前混凝土結構耐久性問題不但表現(xiàn)出數(shù)量大和分布廣的特色，更會因為混凝土結構的重要性而出現(xiàn)對經(jīng)濟和社會危害的嚴重影響。

1.2 產生混凝土結構耐久性問題的原因

混凝土結構的原材料是造成耐久性問題的主要成因，一些建筑施工中實用的水泥出現(xiàn)活躍性過高的問題，這會導致水泥水化期間溫度的巨大變化，使混凝土結構出現(xiàn)早期破壞。混凝土結構的原材料配比也是造成耐久性下降的實際問題，過低的水灰比不但會造成巨大的浪費，而且會出現(xiàn)水化升溫現(xiàn)象明顯，使降溫的過程延長，進而會對混凝土結構的養(yǎng)生過程帶來影響，降低了混凝土結構的抗裂性能和表面強度。混凝土結構施工中其他問題也會造成耐久性問題的產生。

1.3 混凝土結構耐久性環(huán)境區(qū)劃研究

混凝土結構耐久性環(huán)境區(qū)劃是解決混凝土結構耐久性主要方法環(huán)境作用效應與混凝土耐久性抵抗力作用能夠產生相互影響，兩者之間量化作用相互轉換產生的效應對混凝土耐久性影響很大混凝土結構耐久性環(huán)境區(qū)劃主要問題就是對分區(qū)指標進行確定，并且將環(huán)境對混凝土結構耐久性產生的作用進行統(tǒng)一量化環(huán)境對結構耐久性作用主要考慮壽命、深度和關鍵性主導環(huán)境因素建立的量化總體環(huán)境指標在根據(jù)預測模型不同完善環(huán)境區(qū)劃方法的適用性保證標準試件分區(qū)方法的適用性。

2 提高混凝土結構耐久性的設計方法

2.1 采用現(xiàn)有設計方法

在現(xiàn)有設計方法中，要根據(jù)環(huán)境對混凝土產生的影響進行系統(tǒng)分類，并且按照環(huán)境產生作用的等級對混凝土結構耐久性進行劃分，分別對環(huán)境類別中混凝土結構耐久性材料使用情況進行規(guī)定。明確混凝土強度、在材料中使用的最大水膠比以及鋼筋保護情況等。如果按照現(xiàn)有設計方法進行規(guī)定，就要對環(huán)境劃分區(qū)域內的環(huán)境類別與現(xiàn)有設計方法建立對應性關系，這樣才能夠體現(xiàn)出環(huán)境等級作用對現(xiàn)有設計規(guī)范進行細致的劃分，主要針對環(huán)境產生的作用在這種相互影響的關系中，對混凝土結構耐久性設計進行分級，將環(huán)境影響中涉及到的耐久性分析規(guī)定作為區(qū)劃標準在日常環(huán)境中，混凝土結構耐久性在自然環(huán)境影響下會發(fā)生一定的變化，如果將混凝土結構暴露在自然環(huán)境中就能夠明確使用年限.將顯不的使用年限與環(huán)境區(qū)劃等級進行設定。

2.2 改變現(xiàn)有設計規(guī)范

改變現(xiàn)有設計規(guī)范要按照建立的環(huán)境趨于等級進行劃分，這樣能夠明確混凝土結構耐久性設計中’環(huán)境影響因索與環(huán)境作用等級，能夠明確混凝土結構耐久性設計是否符合環(huán)境區(qū)劃實際條件如果兩者不能夠互相滿足就要對現(xiàn)有設計規(guī)范進行調整，這樣在混凝土結構耐久性環(huán)境區(qū)劃等級不變的情況下，調整現(xiàn)有設計規(guī)范能夠提升混凝土結構耐久性‘在這種環(huán)境下能夠提升混凝土的實際使用效果。

2.3 建立獨立結構耐久性規(guī)范設計

在不同與環(huán)境結構區(qū)劃等級設計中，將現(xiàn)有設計規(guī)范中的環(huán)境等級作用建立對應關系，這就形成了獨立混凝土結構耐久性規(guī)范設計這樣情況能夠滿足不同環(huán)境趨于對混凝土結構耐久性的需求，井且建立相應的混凝土結構耐久性評價標準主要表現(xiàn)混凝土結構耐久性環(huán)境區(qū)劃等級對不同混凝土結構耐久性的滿足現(xiàn)有設計混凝土耐久性設計與獨立混凝土結構耐久性規(guī)范具有一定的聯(lián)系，兩者之間都是以混凝土結構耐久性環(huán)境進行區(qū)劃的這是混凝土結構耐久性設計的基本體現(xiàn)。與現(xiàn)有混凝土結構耐久性設計相比，獨立混凝土耐久性設計規(guī)范不能夠直接對環(huán)境進行影響，而是要對設計的可靠性進行一系列的數(shù)據(jù)參考分析，建立一種等效設計方法，這樣才能夠更加有力于工程建設與發(fā)展混凝土耐久性設計方法與環(huán)境區(qū)劃之間的流程要采用可靠設計方法，這主要依賴于工程人員進行施工，并對混凝土結構耐久性設計進行定量分析。

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