基于耐久性的建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

任永衛(wèi)

摘要：混凝土結(jié)構(gòu)大規(guī)模應(yīng)用在建筑項(xiàng)目中，長期使用過程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的耐久性問題。我國每年由于耐久性問題產(chǎn)生了千億的經(jīng)濟(jì)損失，一定程度影響社會(huì)安全性，迫切需要科學(xué)評(píng)估混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。目前在研究混凝土過層中提升耐久性是十分關(guān)鍵的課題。本文通過簡單分析對(duì)耐久性造成影響的因素，提出了具體的設(shè)計(jì)措施，從而有效保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：耐久性；建筑項(xiàng)目；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

混凝土的使用不僅會(huì)對(duì)建筑物綜合質(zhì)量造成影響，還對(duì)建筑物的美觀性造成了影響，因此，需要認(rèn)真考察施工過程中應(yīng)用不同的混凝土施工工藝，確保高度混凝土的規(guī)格與項(xiàng)目建設(shè)要求。不同的耐久性影響了項(xiàng)目的安全性，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中經(jīng)常發(fā)生高度強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)而忽視耐久性的現(xiàn)象。通過長期影響，嚴(yán)重腐蝕了鋼筋結(jié)構(gòu)，使建筑物頻繁發(fā)生修復(fù)問題。所以，迫切需要提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性。

一、影響耐久性的主要因素

（一）碳化因素

鈣是主要材料成分，其和大氣的水、氧化物發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步獲得氧化鈣，此時(shí)會(huì)減弱其堿度，對(duì)聯(lián)系混凝土的鋼筋表面鈍化膜有效破壞，一定程度影響了穩(wěn)定性。但是，這部分影響在短期內(nèi)無法觀察到，其主要由表層持續(xù)滲入。此時(shí)鋼筋屬于一種活化的模式，并且大氣中存在的一部分物質(zhì)也會(huì)形成干擾，使鋼筋發(fā)生銹蝕，穩(wěn)定性嚴(yán)重不足。

（二）凍融因素

縫隙是非常容易發(fā)生的問題，水融化是其形成的重要原因。在相對(duì)濕潤的環(huán)境中，結(jié)構(gòu)必將出現(xiàn)縫隙，還會(huì)隨之產(chǎn)生掉皮問題，若這一情況持續(xù)下去必將影響自身的穩(wěn)定性，從而減弱了持久性[1]。

（三）收縮

在一般狀況下，天氣與環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響建筑所需的材料，從而發(fā)生改變，直接發(fā)生了聚集力或者收縮現(xiàn)象。若在適合的范圍內(nèi)嚴(yán)控這一問題，不會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)項(xiàng)目的耐久性。但若變形力嚴(yán)重超過結(jié)構(gòu)自身需要承擔(dān)的力，必將產(chǎn)生縫隙。

（四）有害物質(zhì)產(chǎn)生的侵蝕

在項(xiàng)目開展操作的過程中，一些因素如成本、材料配置比例和操作工藝都會(huì)影響項(xiàng)目建設(shè)，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)項(xiàng)目形成大小不一致的孔隙，若出現(xiàn)大量這樣的孔隙，必將無法堅(jiān)強(qiáng)抵抗外部環(huán)境造成的侵蝕。

二、耐久性結(jié)構(gòu)科學(xué)設(shè)計(jì)

（一）合理選擇材料

根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)間、環(huán)境因素和耐久性級(jí)別等標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)配置混凝土以及選擇適當(dāng)?shù)牟牧希粼趦鋈诃h(huán)境中使用混凝土，結(jié)合凍融平均次數(shù)適量摻入引氣劑。若環(huán)境出現(xiàn)氯侵蝕問題時(shí)，嚴(yán)控混凝土中氯離子含量。

（二）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造

結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土與普通混凝土之間存在的不同，按照設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)間和侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，有效明確混凝土保護(hù)層厚度。當(dāng)構(gòu)件所在環(huán)境發(fā)生嚴(yán)重銹蝕問題時(shí)，保持受力鋼筋最小直徑超過16.5mm。結(jié)構(gòu)表面更有利于開始排水，并有效預(yù)防積水，將滴水溝在室外構(gòu)件設(shè)置。當(dāng)構(gòu)件環(huán)境存在嚴(yán)重化學(xué)腐蝕現(xiàn)象時(shí)，則應(yīng)對(duì)混凝土表面開展有效的防腐處理[2]。

（三）施工具體要求

當(dāng)耐久性出現(xiàn)特殊要求抗凍、抗?jié)B和耐磨等時(shí)，開展操作之前必須結(jié)合抗腐蝕級(jí)別，準(zhǔn)確配比混凝土，選擇最佳配置比例。加入混凝土的外加劑的氯離子含量應(yīng)嚴(yán)控，必須低于水泥含量；在高效減水劑中，硫酸鈉含量明顯低于減水劑干重；在澆筑混凝土之前，全面檢查鋼筋所在部位、保護(hù)層墊塊尺寸，對(duì)保護(hù)層厚度有效保證。在對(duì)面積較大的混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，應(yīng)科學(xué)明確操作縫部位，防止發(fā)生冷縫，嚴(yán)禁采取抹面灑水手段，盡可能增加暴露的工作面積。在養(yǎng)護(hù)混凝土的過程中，避免較早拆除支撐。在冬季摻鹽操作時(shí)，對(duì)氯化物含量嚴(yán)格掌控。

（四）對(duì)結(jié)構(gòu)使用提出合理化要求

認(rèn)真確定使用結(jié)構(gòu)構(gòu)件的界限，由于構(gòu)件在不同環(huán)境中暴露，形成了不同的耐久時(shí)間，通常情況下，陽臺(tái)、屋面等在結(jié)構(gòu)中的使用時(shí)間明顯短于柱和梁；在橋梁結(jié)構(gòu)中，與橋墩與梁比較，伸縮縫、防水層等更加容易受到損害，明顯縮短了維修與更換時(shí)間。

三、提高耐久性的主要手段

（一）提升地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

若項(xiàng)目出現(xiàn)一定程度的沉降量要求，則在設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)方面，可以選擇不同的處理方法。若項(xiàng)目產(chǎn)生比較小的沉降量，可以采取褥墊操作方法實(shí)施處置，在地下室與持力層的建筑區(qū)域，在發(fā)生沉降的操作中，混凝土的保護(hù)層必將需要承受一定的附加外應(yīng)力，這一方面有效避免地下室底板由于外力作用而發(fā)生開裂現(xiàn)象，對(duì)沉降問題有效預(yù)防。同時(shí)還可以科學(xué)保護(hù)地基。如此徹底解決了保養(yǎng)地基結(jié)構(gòu)問題。若建筑項(xiàng)目存在地下室，隨著季節(jié)發(fā)生的改變也會(huì)導(dǎo)致地下水出現(xiàn)變化，這一變化也是對(duì)底板基礎(chǔ)耐久性造成影響的主要因素。若處在降水期，相應(yīng)快速提升地下水位。則迫切需要設(shè)計(jì)地方防水。針對(duì)普通的地下室項(xiàng)目，由于柱下形成了十分復(fù)雜的承臺(tái)形式，相應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生比較復(fù)雜的基槽地膜形狀，這種外部輪廓十分復(fù)雜的建筑，不僅增加了設(shè)計(jì)難度，還提高了項(xiàng)目造價(jià)成本。在具體操作中，需要大量的設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)初期，僅是對(duì)建筑所在地區(qū)科學(xué)考慮，卻沒有考慮降水問題，所以直接造成底板設(shè)計(jì)中防水效果不佳，同時(shí)也缺乏合理性，如此影響建筑地基的耐久性，所以在今后應(yīng)用中存在很多問題。相應(yīng)室外地坪之下結(jié)構(gòu)，科學(xué)設(shè)計(jì)外部輪廓，盡可能保持簡潔性，如此便于開展防水操作，同時(shí)也產(chǎn)生了較好的防水結(jié)構(gòu)，從而有效保證耐久性[3]。

（二）加強(qiáng)施工管理

在具體施工中，可以充分養(yǎng)護(hù)和振搗混凝土，如此可以提升混凝土表面的密實(shí)度，并且對(duì)混凝土的滲透性有效降低，一部分人認(rèn)為把控施工質(zhì)量就可以，實(shí)際上，僅僅是完成了一半工作，后期養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目才是另一半，可以發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)與施工發(fā)揮了至關(guān)重要的意義，若無法有效養(yǎng)護(hù)，則會(huì)較大程度影響混凝土碳化合抗腐蝕性能，需要注意的是，隨著逐步增加的灰比增強(qiáng)了養(yǎng)護(hù)混凝土的敏感性，相應(yīng)也會(huì)由于減少水泥用量而不斷增大，所以需要嚴(yán)格監(jiān)管施工流程，保證施工材料的科學(xué)性。

四、結(jié)束語

綜合分析，在建筑行業(yè)健康發(fā)展過程中，科學(xué)提升耐久性已經(jīng)成為建筑項(xiàng)目應(yīng)用混凝土施工的關(guān)鍵問題。由于耐久性對(duì)項(xiàng)目施工質(zhì)量與應(yīng)用時(shí)間造成了一定的影響，若無法聯(lián)系真實(shí)情況應(yīng)用混凝土，必將出現(xiàn)施工問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]高楊.高性能混凝土的性能及其原材料的選用[J].工程技術(shù)（文摘版），2015（33）：229.

[2]戴永祥.新型混凝土材料在建筑工程中的應(yīng)用分析[J].山西建筑，2014（18）：126-127.

[3]王勝年，黃君哲.華南海港碼頭腐蝕情況的調(diào)查與結(jié)構(gòu)耐久性分析[J].水運(yùn)工程，2015（6）：56-57.

（作者單位：安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司）