基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计探讨 徐星林

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:徐星林
[导读] 摘要:我国建筑工程的建设规模一般都较大,但是多数建筑在实际使用时并没有达到有关设计要求,这样不仅造成了资源的浪费,而且严重时还为威胁居民的人身安全。
        中建四局第一建筑工程有限公司  广东广州  510000
        摘要:我国建筑工程的建设规模一般都较大,但是多数建筑在实际使用时并没有达到有关设计要求,这样不仅造成了资源的浪费,而且严重时还为威胁居民的人身安全。其中,混凝土作为构成建筑工程项目的基本结构,其设计质量在一定程度上影响着整个建筑工程的建设质量。因此,本文先是简单分析了混凝土结构耐久性的主要影响因素,随后对混凝土结构耐久性设计的相关要点进行了重点探讨。
        关键词:建筑工程;混凝土结构设计;耐久性
        引言:耐久性应是一个建筑工程所具备的基本性能,其决定了整个建筑工程项目的使用寿命。结合我国当前的结构工程发展水平而言,混凝土结构的耐久性已发展成为了较为前沿的技术,但是与国外技术相比还具有一定的差异。因此,相关人员就应该加强对建筑工程混凝土结构耐久性设计工作的研究与分析,以提高建筑工程混凝土结构的设计质量与水平。
        1、建筑工程混凝土结构耐久性设计的必要性
        混凝土结构的使用,给建筑领域的发展带来了新的发展契机。但是,人们在具体运用混凝土结构时常常出现问题,影响了建筑工程施工活动的顺利展开。其中,结构耐久性主要是指:在自然环境、使用条件以及混凝土原料等多种条件和因素影响下,混凝土依旧能保持结构完整的能力。正是有了混凝土结构的耐久性,建筑工程才具有较长的使用寿命。倘若混凝土结构耐久性较弱,就会常常出现碳化、钢锈蚀以及老化等问题,这样给整个建筑工程的使用安全性带来不利影响。因此,在设计混凝土结构时,应充分地考虑混凝土结构的整体强度和刚度,确保能够有效的提高混凝土使用的耐久性。
        2、影响混凝土结构耐久性的主要因素
        1.1 混凝土的碳化
        混凝土的碳化过程主要就是指混凝土结构中所存在的部分碱性物质与空气环境中的二氧化碳发生了相应的化学反应,导致混凝土中的有关成分和结构发生变化,降低整个混凝土材料中的碱含量,这样混凝土结构中的钢筋就极易发生钝化,以此也就加剧了混凝土结构的腐蚀效率,影响其使用质量。
        1.2钢筋的锈蚀
        对混凝土结构耐久性造成损伤的外部因素当中,钢筋的锈蚀是其中一个非常重要的因素,如果钢筋处于一个相对比较活化的状态,同时又存在水和一定量的氯离子时,钢筋便很容易发生电化学腐蚀现象。这些氯离子会对钢筋表面的钝化膜造成一定的破坏作用,进一步加快对混凝土结构的破坏。钢筋一旦遭到腐蚀,其有效的截面面积就会有所减小,同时也会对其构件的承载能力造成一定的不良影响。另外,钢筋表面的腐蚀不均匀还会导致其出现一些凹凸不平的坑洼现象,从而使得钢筋的延性变差、脆性增强且强度降低。
        1.3混凝土的冻融破坏
        冻融破坏对混凝土的损伤主要体现在两个方面,一个是对其表面的损伤,另一个是对其内部的损伤。混凝土具有一定的收缩性能,当外界环境比较干燥时就是失水而收缩,而当浸泡在水中时又会吸水发生膨胀。这种现象反复进行,如果超出了混凝土的抗拉强度时就会产生一定的裂缝。而混凝土本身就是一种多孔隙的材料,产生裂缝后就更加容易使得水分进入。进入混凝土当中的水分当温度够低时就会结冰而发生一定的膨胀,进一步对混凝土的内部结构造成一定的损伤。表层的破坏主要体现在一些盐溶液对其的腐蚀,从而使得其表面发生脱落而降低混凝土结构的耐久性。
        3、建筑工程混凝土结构耐久性设计要点
        3.1注重混凝土碳化预防
        混凝土碳化是降低混凝土结构耐久性的主要原因。因此,为了提高混凝土结构的耐久性,首先,设计人员可以运用“封闭土层”在混凝土结构的表明形成一层致密的保护层,而其余的涂层材料可以进一步渗透到混凝土结构的内部,这样就能有效地封堵住混凝土结构内部所存在的小缝隙,这样便能避免混凝土结构内部物质与外界环境发生化学反应。

通过采用此种方法,不仅可以降低混凝土发生碳化的概率,而且还能有效地避免混凝土结构在冻融过程中发生破坏,以此来有效地提高混凝土结构的耐久性。
        3.2钢筋锈蚀的防护
        目前钢筋锈蚀阻锈剂实现了非常广泛的应用。从本质上讲,阻锈剂是一种化学合成物质,其在混凝土结构中的应用能够有效阻止混凝土结构中的钢筋出现锈蚀现象。目前,针对钢筋锈蚀使用比较广泛的阻锈剂主要有吸附型阻锈剂、钝化剂等几种类型。此外,合理应用电化学方式也能够有效阻止钢筋出现锈蚀,当混凝土结构出现碳化现象或者外界氯离子侵入就会导致钢筋表面钝化膜遭到破坏,由此就会引发钢筋出现锈蚀现象,但是这种锈蚀通常情况下都发生在局部,如果不能对其进行及时处理就会导致其锈蚀情况进一步扩散。应用电化学技术来处理这些锈蚀是比较合理的方法,在这种情况下,一般会采用阴极保护、脱氯、再碱化等电化学处理技术对钢筋的锈蚀进行处理,可以起到良好的作用。
        上述几种电化学方式基本原理和实际操作方法有很多相似之处,主要是通过外部的阳极导体来对混凝土结构中钢筋施加一个直流电流,由此就会使得钢筋结构成为电化学电池中的阳极,通过复杂的电化学反应就能够实现对钢筋锈蚀的有效处理。
        3.3合理选择耐久性材料
        设计人员在开展混凝土结构的设计工作之前,要对混凝土的材料进行合理化的选择,选择正确之后在对材料的实际配比进行设计,所以材料的选择非常关键,一定要对多种因素进行全面的分析,例如:建筑设计使用的年限,环境的实际条件等,根据分析结果进行选择合适的混凝土材料。混凝土应用的环境如果是属于冻融环境,要对平均每年的冻融次数进行计算,将引气剂合理的掺入进去,在通常情况下,掺入量要多于水泥的质量。混凝土应用的环境中如果存在氯侵蚀,一定要对氯离子的含量进行严格的控制,能够有效保障混凝土的耐久性,其用量要小于水泥的用量。混凝土应用的环境如果存在化学侵蚀的情况,所选择的材料要具有一定的抗腐蚀性,做常用为耐腐蚀合金钢材。
        3.4注重施工阶段的整体养护
        为了提高混凝土结构的耐久性,必须要严格按照施工方案展开施工,根据施工图纸上应注意的施工事项,对混凝土的养护措施、浇筑和大体积混凝土浇筑等要格外注意。在施工过程中会使用各种工程用水,比如地下水、污水、雨水等,这些对材料性能将会产生重要影响,特别是对混凝土结构,通过设置合理的防水结构,包括防水层,防潮层、腰线、地漏等,减少水对混凝土结构的影响。
        3.5重视混凝土的地基和基础设计
        对于混凝土的地基和基础设计,一定要给予格外的重视,根据地质情况进行合理设计,将沉降值控制在合理范围内,对于特别容易出现沉降的地方,混凝土之间的相互作用,会导致应力集中,所以设计时要使作用力均匀施加于整个建筑基础,保证地下室的安全性能,避免因为外部力过于集中,导致混凝土出现撕裂甚至坍塌。整个建筑施工过程中,必须要充分考虑到影响使用寿命的因素,加强控制,最大程度的减少建筑结构的损害,提高建筑结构的耐久性能。
        结束语:
        总而言之,混凝土结构作为整个建筑工程中最为重要的一个组成部分,其耐久性能的好坏必须引起足够的重视。只有对混凝土结构设计的耐久性进行充分的考虑,才能在实际的建筑工程中得到更好的应用。因此,设计人员就要针对建筑混凝土结构耐久性的各方面影响因素进行深入分析,并充分结合实际情况对其进行合理设计,这样才能有效提升混凝土的耐久性。
        参考文献:
        [1]高庆林,梁建功,王明明.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析探讨[J].装饰装修天地,2020.
        [2]廖俊君.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析[J].四川水泥,2020.
        [3]陈敏.耐久性视域下的建筑工程混凝土结构设计[J].建筑工程技术与设计,2019.
        [4]吴玲波.建筑工程混凝土的耐久性能及其结构设计[J].中国科技投资,2019.
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