建筑工程混凝土的耐久性能分析及其結構設計

范鳴

（哈爾濱大東集團股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150036）

一、影響混凝土結構耐久性的主要因素分析

（一）混凝土水灰比

影響混凝土抗凍性有混凝土水飽和程度、內部孔結構、強度以及受凍齡期等因素，其中影響最大的因素是內部孔結構。混凝土孔結構由混凝土水灰比、養護方法、外加劑等確定。水灰比對混凝土孔結構、孔隙率有直接影響。當水灰比增加時，平均孔徑、飽和水開孔總體積也會相應地增加，這樣在凍融的過程中，產生的滲透壓力、凍脹壓力就會增大，降低了混凝土抗凍性能。

（二）混凝土的受凍齡期

伴隨著混凝土材料的齡期增長，混凝土抗凍性也會有所增長。因為齡期的延長，水泥水化反應也會更加充分，其強度會有所提升，還能夠使其具備較強的抵抗膨脹性能，特別是早期受凍混凝土結構上有著非常明顯的反應。

（三）混凝土中的水泥品種

表1為水泥品種對混凝土抗凍性的影響，混凝土抗凍性也會受水泥品種及其活性的影響，主要是因為熟料部分的硬化速度的變化及相對體積的不同。隨水泥活性的增加，混凝土抗凍性隨之提高。就抗凍性而言，普通硅酸鹽水泥混凝土〉混合水泥混凝土〉火山灰水泥混凝土。

表1

二、鋼筋混凝土結構耐久性的設計研究

（一）現有規范的有關規定

按照目前我國所頒布實施的《混凝土結構設計規范》中，將混凝土應用環境分成5類，即為①類室內正常環境、②類室內潮濕的環境和寒冷及嚴寒地區的露天環境、③類濱海室外環境、④類海水環境、⑤類人為侵蝕性物質影響的環境。在預期環境下使用，而且沒有人為與自然環境的化學影響，混凝土結構性能可以達到使用的要求。

（二）耐久性材料的選擇

根據使用設計年限、環境條件、耐久性等級要求，對混凝土配合比及原材料進行選擇，若混凝土用于凍融環境，引氣劑根據年平均凍融次數進行摻入，取值范圍為水泥質量的4.4%～7.2%。如果建筑所處環境中存在氯侵蝕的影響，要嚴格控制混凝土結構內部的氯離子，保證其含量不能超過水泥含量的0.1%。如果混凝土結構中容易受到化學侵蝕的影響，需要選擇使用耐腐蝕的合金鋼材，或者在表層涂刷一層耐腐蝕涂層，保證其耐久性達到要求,同時材料選擇時，需要對混凝土的強度等級進行分析，具體參考表2。

表2

（三）結構構造的設計

根據工程的實際施工需要，考慮到預應力混凝土、普通混凝土材料的性能區別，再通過分析設計年限與侵蝕環境的影響，明確最佳的混凝土結構厚度。如果結構部件處在銹蝕非常嚴重的空間中，受力鋼筋最小直徑≥16.5mm。要設計出結構表面方便排水的結構，避免該位置出現積水的問題，而室內空間中應該布置滴水溝。如果建筑結構部件存在嚴重的化學腐蝕的問題，可以在混凝土結構表面涂刷防腐層，以提高其耐久性。

三、結語

總之，混凝土結構的耐久性實質上是混凝土抵抗各種環境因素劣化作用的能力。在建筑工程的混凝土結構設計中，需加強耐久性的分析，結合工程的實際情況，選擇最佳的結構設計方案，從而可以提升結構性能，滿足建筑工程正常使用的需要。