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

郭振蕊 鄭兆坤

摘要：此文簡(jiǎn)單介紹了結(jié)構(gòu)耐久性的有關(guān)概述，詳細(xì)分析了影響混凝土耐久性設(shè)計(jì)的主要因素，并研究了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望能夠給未來(lái)的相關(guān)研究提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程;混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);耐久性;分析

我國(guó)建筑工程的建設(shè)規(guī)模一般都較大，但是多數(shù)建筑在實(shí)際使用時(shí)并沒(méi)有達(dá)到有關(guān)要求，這樣不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅居民的人身安全。而混凝土作為構(gòu)成建筑工程項(xiàng)目的基本結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量在一定程度上影響著整個(gè)建筑工程的施工水平。因此，應(yīng)當(dāng)做好混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，確保提高混凝土的耐久性和使用安全性。

1 結(jié)構(gòu)耐久性概述

結(jié)構(gòu)耐久性通常是指在自然環(huán)境與使用原則以及混凝土原材料等各個(gè)情況下混凝土結(jié)構(gòu)維持結(jié)構(gòu)性能的一種能力。還有一種解釋就是在混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，其應(yīng)用年限抵御外界原因侵蝕破壞的水平。在使用建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)中發(fā)生老化與碳化以及鋼筋銹蝕等問(wèn)題發(fā)生的幾率較大，如果混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生了上面的這些問(wèn)題就會(huì)影響到結(jié)構(gòu)整體的耐久性。這樣一來(lái)，就會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)法滿足設(shè)計(jì)使用的年限，如此不但給建筑混凝土結(jié)構(gòu)的具體使用者帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且也會(huì)發(fā)生巨大的資源浪費(fèi)情況。

2 混凝土耐久性設(shè)計(jì)影響因素

2.1 環(huán)境影響作用

環(huán)境是影響混凝土使用性能的關(guān)鍵因素。所以，在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)完全考慮建筑物周圍環(huán)境的具體情況，避免給混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。混凝土材料較其他材料不同的是：其若長(zhǎng)期處于特殊的環(huán)境下，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)就會(huì)伴隨著時(shí)間的增加而出現(xiàn)改變，以此會(huì)給整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。因此，為了進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，延長(zhǎng)建筑工程的使用壽命，需結(jié)合環(huán)境條件，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)做出科學(xué)設(shè)計(jì)，確保充分地發(fā)揮出混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.2 混凝土碳化

混凝土的碳化過(guò)程主要就是指：混凝土結(jié)構(gòu)中所具有的一些堿性物質(zhì)和空氣環(huán)境中的二氧化碳出現(xiàn)了相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，造成混凝土中的有關(guān)成分和結(jié)構(gòu)出現(xiàn)改變，減少整個(gè)混凝土材料中的堿含量，這樣混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋就極易發(fā)生鈍化，以此也就加劇了混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕效率，影響其使用質(zhì)量。因此，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施，避免混凝土發(fā)生碳化，確保可以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗碳化水平，以便能達(dá)到提高耐久性的目的。

2.3 鋼筋銹蝕

混凝土具有較強(qiáng)的堿性，而導(dǎo)致這一性能出現(xiàn)的主要原因?yàn)椋夯炷两Y(jié)構(gòu)內(nèi)含有大量的氫氧化鈣飽和溶液，導(dǎo)致鋼筋表面產(chǎn)生致密的鈍化膜，以此就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有效保護(hù)。但是，一旦混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和空氣中的水分或者二氧化碳結(jié)合時(shí)，其就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的中和反應(yīng)，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的堿性，因此也就缺乏了對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的保護(hù)，導(dǎo)致鋼筋隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，逐漸出現(xiàn)銹蝕的情況[3]。

2.4 壽命設(shè)計(jì)

建筑混凝土材料的使用不是一勞永逸的，而是具有一定的壽命。所以，通常在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，一般都會(huì)進(jìn)行壽命設(shè)計(jì)，并將其主要分為：使用壽命、預(yù)期使用壽命以及設(shè)計(jì)使用年限等許多的種類。

3 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 明確混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)目標(biāo)

要想增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，就應(yīng)首先明確混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用合理有效的耐久性設(shè)計(jì)方法，以便科學(xué)的提高建筑混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，確保能夠延長(zhǎng)混凝土的使用壽命。因此，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇合適的混凝土材料，并結(jié)合建筑工程周圍的施工環(huán)境和使用年限等因素，科學(xué)地分配原材料的比例，這樣才能有效地增強(qiáng)混凝土使用的耐久性。倘若混凝土結(jié)構(gòu)具體應(yīng)用環(huán)境的溫度較低，就應(yīng)根據(jù)每年凍融次數(shù)來(lái)科學(xué)地應(yīng)用引氣劑，這樣才能有效地滿足建筑工程的實(shí)際居住需求。隨著使用時(shí)間的不斷增加，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)受外界環(huán)境的影響，而發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)侵蝕反應(yīng)，此時(shí)就可采用環(huán)氧涂層確保提高整個(gè)建筑工程的抗腐蝕性能。此外，對(duì)于不同的環(huán)境，應(yīng)建立不同的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，合理地選擇混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層，并設(shè)置合理的排水結(jié)構(gòu)，以此來(lái)有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的合理保護(hù)。

3.2 重視混凝土碳化預(yù)防

混凝土碳化是減少混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的常見(jiàn)原因。因此，應(yīng)采用相應(yīng)的解決措施，來(lái)避免混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生碳化，確保提高混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能。首先，設(shè)計(jì)人員在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可運(yùn)用“封閉土層”在混凝土結(jié)構(gòu)的表面形成一層致密的保護(hù)層，而其余的涂層材料能夠大量融入到混凝土結(jié)構(gòu)的里面，這樣就可以有效地封堵住混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部所存在的小縫隙，這樣便能避免混凝土結(jié)構(gòu)里面物質(zhì)與外界環(huán)境發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。通過(guò)采用此種方法，不僅可以降低混凝土發(fā)生碳化的概率，而且還能有效地防止混凝土結(jié)構(gòu)在進(jìn)行凍融的時(shí)候造成破壞，以此來(lái)有效地提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

3.3 鋼筋銹蝕防護(hù)措施

在混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生碳化情況或者外界氯離子侵入到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部后，混凝土表面的鈍化膜都會(huì)遭到不同程度的破壞，此時(shí)就會(huì)在混凝土的局部發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，倘若不對(duì)其采取及時(shí)的解決措施，就會(huì)銹蝕整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)。因此，可采用陰極保護(hù)法、脫氯以及再堿化等電化學(xué)處理技術(shù)來(lái)做相應(yīng)的防銹蝕處理，確保能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗銹蝕性能。對(duì)于電化學(xué)處理技術(shù)而言，其應(yīng)用原理主要為：通過(guò)外面的陽(yáng)極導(dǎo)體對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋施于一定的直流電流，此時(shí)鋼筋結(jié)構(gòu)變成了化學(xué)電池中的陽(yáng)極，進(jìn)而通過(guò)一定的化學(xué)反應(yīng)，能達(dá)到防銹蝕的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于有效地提高混凝土結(jié)構(gòu)的使用剛度和強(qiáng)度，增強(qiáng)建筑工程的耐久性以及增加建筑工程的應(yīng)用年限，保障建筑工程的居住安全性，都具有至關(guān)重要的作用。因此，我們應(yīng)首先認(rèn)識(shí)與了解結(jié)構(gòu)耐久性以及混凝土耐久性設(shè)計(jì)影響因素，進(jìn)而從明確混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)目標(biāo)、注重混凝土碳化預(yù)防以及鋼筋銹蝕防護(hù)措施三個(gè)方面來(lái)有效地提高建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，確保進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)的使用耐久性，保障建筑工程的居住安全性，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張旭東.基于性能的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)探究[J].民營(yíng)科技，2018（12）：164.

[2]馬利桃.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中現(xiàn)澆混凝土裂縫的控制對(duì)策[J].建材與裝飾，2018（45）：104-105.