建筑工程混凝土的耐久性能及其结构设计

发表时间:2021/2/24   来源:《建筑实践》2020年31期   作者:张健
[导读] 随着我国经济的快速发展,建筑领域也获得了很大的发展。
        张健
        武汉建工长欣科技发展有限公司  湖北省武汉市  430070
 
        摘要:随着我国经济的快速发展,建筑领域也获得了很大的发展。建筑工程和人们的日常生活有很大关联,因此,建筑项目受到各个领域的重点关注,混凝土是建筑行业中的主要施工材料,可以说混凝土的耐久性能对建筑物使用寿命起到了决定性作用。基于这种情况,相关工作人员需要对于混凝土的性能以及结构设计加强研究,使用先进技术进行合理的设计,以此来提升混凝土的耐久性,进而提升建筑工程质量。
        关键词:建筑工程;混凝土;耐久性能;结构设计
        引言:在建筑项目施工过程中,混凝土是主要的施工原材料,其耐久性对于建筑项目使用时长起到了决定性作用,使用科学且合理的方式对混凝土结构进行设计,可以起到提升混凝土耐久性的效果,与此同时,对于提升建筑项目稳定性以及质量也有很重要的意义。但是,我国对于混凝土耐久性能以及结构设计的研究还处于初级阶段,因此,本文主要是对耐久性设计中包含的因素进行了分析,并且对结构设计进行了研究。
        一、耐久性设计因素地分析
        (一)环境作用因素
        混凝土的耐久性和其所在的环境之间存在非常紧密地联系,因此在对混凝土结构进行设计的过程中,一定要对建筑的级别以及建筑周围的环境进行充分地考虑。在特定的环境里面,混凝土结构会跟着时间的推移,而快速地发生变化,减少混凝土的使用寿命。所以,为了可以确保混凝土的耐久性,就一定要依据具体工作环境情况,对混凝土结构展开相应设计。
        (二)构造设计因素
        构造设计主要是对混凝土中的特殊部分展开耐久性设计,混凝土结构里面最主要的组成部分就是其构造。因为,对混凝土构造进行设计是一项重要工作。构造设计不合理,就必定会造成混凝土总体的结构功能受到一定程度的影响,这样不光会造成混凝土结构的耐久性比较差,使用时长变短,还会造成建筑物在使用周期之内的修理费以及修理时间增加,进而就会加大建筑维修成本。
        (三)可修复能力设计因素
        在使用混凝土进行实际建筑施工过程中,日常检测修理的工作是不很关键的。如何让混凝土在建筑项目施工中能够维持自己的整体修复能力,是在进行可修复能力设计时候应该关注的重点。对混凝土进行可修复能力的设计过程中,不但能够确保在实际运行中的性能与设计功能水平没有很大的差别,与此同时,还能够确保对没有展开可修复设计的其他结构加长修理的时长,最大限度地减少修理费用,这样就对修理混凝土构件有极大的帮助。
        (四)材料制备设计因素
        目前,有很多的耐久性设计方式都是针对各种材料提出来的。比方说,在对材料的性能充分了解的基础之上,确保能够满足材料设计的耐久性需求。材料制备设计包含的主要内容就是对环境进行改变,材料惰性的选择以及混凝土高性质等等。需要注意的是,在对材料展开制备设计的过程中,要充分结合周围环境还有实践等因素使用适用的设计方式。
        二、立足于耐久性的建筑工程结构设计技术
        (一)建筑混凝土结构中的防冻融设计
        冻融循环不仅是造成建筑混凝土结构产生初步损坏的关键因素,还是建筑中混凝土结构耐久性评估的关键指标。混凝土在水化硬结以后,混凝土的内部会产生很多毛细孔,而在浇筑的时候,为了能够提升混凝土的和易性,一般情况下放入的水量要多于水泥水化所实际需要的水量。

有一部分水会残留在毛细孔当中,在环境温度比较低的情况下就会结冰,在温度不停改变的过程当中,就会造成毛细孔当里面的水分体积发生改变,从而让混凝土中的毛细孔体积受到损坏,进而会对混凝土的整体结构造成极大损坏。基于以上这种情况,就一定要使用科学合适的混凝土结构设计方式对混凝土的循环冻融作用进行控制,以此来提升建筑结构的耐久程度,在详细设计的过程中,先要对水泥的种类进行科学的挑选,以此来提升混凝土的抗冻融性这个基础要求,适合使用在零摄氏度左右低温环境当中的混凝土,常见的有早强硅酸盐水泥,结合其水化热比较大且初期化热程度比较大的特征,尽量减少混凝土中毛细孔里面的水分。在此同时,也可以使用在制作混凝土过程中合理地降低水泥以及水灰的比例,经过合理的增加水泥比例的方法,来提升混凝土的化热量。
        (二)建筑功能结构耐久性的设计技术
        如今,国内和国外对于混凝土结构的耐久性越来越关注,所以在对混凝土结构展开设计的过程当中,一定要加强对耐久性设计的重点关注。这就需要设计工作人员一定要精确混凝土耐久性设计的指标,主要包含混凝土结构的预期使用时长,以及混凝土耐久性的具体失效标准。改善混凝土结构的耐久程度,先是要对材料进行挑选,材料对混凝土结构的耐久程度具有非常重大的影响,因此要根据混凝土结构的具体使用环境、结构的使用时长以及建筑物的耐久级别等这些因素来挑选更加适用的混凝土材料,对混合的比例进行科学设计。对冻融环境当中的混凝土结构,应该要添加适量的抗冻剂,进而提升混凝土结构在冻融环境当中的耐久度,对处在化学腐蚀比较严重环境中的混凝土结构,应该挑选耐腐蚀的钢筋,这样是为了有效避免钢筋腐蚀速度过快。除此以外,在注重对混凝土材料挑选的基础之上,还应该科学的设计,普通的混凝土或者是预应力的混凝土,应该挑选和施工环境相符合的混凝土保护层的厚度,在此同时,还需要关注结构表层的排水计划。在对总体性能结构展开设计的过程当中,要对结构耐久性产生影响的具体原因进行仔细分析,尽最大可能防止由于结构损坏而产生的建筑结构耐久性差的问题发生。
        (三)建筑混凝土结构钢筋防锈蚀设计
        钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性差的一个重要原因。目前我国使用比较多的防止钢筋锈蚀方式有两种,分别是使用阻锈剂的方式以及使用电化学的方式。首先是使用阻锈剂的方式,阻锈剂是一种添加在混凝土结构当中的化学合成物质,可以高效地预防钢筋出现锈蚀情况,还能够在钢筋出现锈蚀情况之后,起到延迟腐蚀的效果。其次是电化学防钢筋锈蚀设计,这种设计方式主要分为三种,分别是阴极保护、电化学再碱化以及电化学脱氯。这三种方式的操作以及原理没有很大的区别,把一个接通直流电的阳极导体和混凝土结构进行连接,让混凝土结构当中的钢筋能够起到电化学电池阳极的作用,进而利用化学反应来阻碍钢筋锈蚀的发生。使用的预防钢筋锈蚀的策略,对于提升建筑结构的耐久程度非常重要。混凝土当中包括的氯离子等,会让钢筋的钝化膜受到侵蚀,所以在对结构展开设计的时候,要适量的掌控水胶的比例,通过增强混凝土结构的密实层次的方式,来防止钢筋的腐蚀。在此同时,还要对亚硝酸钠能够在钢筋的表面产生氧化膜进行充分地考虑,防止混凝土钢筋的锈蚀,在制作混凝土的过程当中,把氯化钙以及亚硝酸钠混合以后再进行利用,这样可以提升混凝土本身的抗氧化能力。此外,还需要加强混凝土保护层的厚度,防止有毒气体的进入,合理降低钢筋锈蚀的概率。可是,不可以让钢筋保护层的厚度太大,太厚就会造成结构表面裂开,结构成本提升等等问题。
        结束语:结合以上分析得知,混凝土结构的耐久性能对建筑项目施工质量有直接影响。因此,在对混凝土结构展开设计的过程当中,就一定要重视混凝土的耐久性结构设计。应该对精确耐久性设计的指标进行明确,参考混凝土结构所在的周围环境,对混凝土的材料进行合理挑选,设计出适用于工程的混凝土结构,加强对混凝土钢筋锈蚀的防范力度。只有这样,才可以确保混凝土结构的耐久性。
        参考文献:
        [1]王琳.建筑工程混凝土的耐久性能及其结构设计[J].混凝土,2018(06):132-135+140.
        [2]苏冉.浅析建筑施工中混凝土结构工程的耐久性[J].科技创新与应用,2013(13):205.
        [3]李玉军.谈谈建筑工程施工中混凝土结构的耐久性[J].民营科技,2010(07):303.
       
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