土木建筑工程结构的安全性与耐久性设计探析

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年7期   作者:钱张华
[导读] 现阶段,社会主义市场经济进入高速发展阶段,承建工程规模都非常大,然而在土木建筑物投入使用后相关标准如没有达标,将不但使大量资源流失,同时也对人民群众人身安全带来了风险。

        钱张华
        江苏致豪房地产开发有限公司,江苏 南通 226000
        摘要:现阶段,社会主义市场经济进入高速发展阶段,承建工程规模都非常大,然而在土木建筑物投入使用后相关标准如没有达标,将不但使大量资源流失,同时也对人民群众人身安全带来了风险。建设土木建筑工程的基本构成就是混凝土, 混凝土质量的好与坏直接对土木建筑工程施工水准产生影响。所以,一定要确保结构设计任务落实到位,全面提升结构的耐久性和安全性与安全性。
关键词:土建工程;施工管理;进度;控制与管理
1土木建筑工程混凝土耐久性和安全性概述
        所谓混凝土耐久性和安全性,是指其结构在原有使用期限内被多种环境因素影响,但不用再投入其他费用支出,而能够确保其安全性、正常使用和能接受的外观能力。当前讲到的混凝土耐久性和安全性重点包含抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化。当前执行的国家标准结构设计规范中,确立了结构设计应用极限状态的设计方式。
2土木建筑工程混凝土耐久性和安全性的关键干扰原因
2.1混凝土冻融损坏
        在结构环境为零下温度时,混凝土内孔隙中的水会冻 冰,体积会产生膨胀压力,在压力储存到相应数量时,将 造成混凝土损坏。混凝土产生冻融损坏的明显特性为外表 剥落,情况加剧时暴露石子。混凝土是否抗冻取决于混凝 土内部孔结构与气泡数量。孔若很少很小,其作用力会不 大,而封闭气泡增多,抗冻性能提升。此外,干扰混凝土 抗冻性的原因不仅跟孔结构与含固量有关,也涉及混凝土 的饱和度、水灰比、混凝土龄期、结构孔隙率以及含水率等。
2.2混凝土的碱集料变化
        此变化具体为混凝土中碱和集料中活性组分产生的化学变化,导致混凝土膨胀、开裂,严重时发生损坏。世界上有碱集料变化结果拆掉大坝的案例,也有拆掉桥梁、海堤和学校的情况发生。混凝土碱集料发生化学变化有三个必要条件,即有一定数目的碱、相关活性集料、水分,防止碱集料变化的措施为:最大程度规避使用活性集料、减少混凝土碱的数量、加入混合材。
2.3化学腐蚀
        当结构处于腐蚀性处境当中,则会引发水泥石产生一连串的物理和化学反应,从而逐渐遭受腐蚀,水泥石的强度大大减弱,最终导致损坏。经常遇到的化学腐蚀分为淡水侵蚀、通常酸性水侵蚀、碳酸侵蚀、硫酸盐与镁盐侵蚀等。淡水侵蚀会化解水泥石中的组分,导致水泥石孔隙提高,密实度减弱,进而导致水泥石损坏;在水中加入酸类,水泥石会遭受溶淅与化学溶解双重影响,侵蚀效果加快,碳酸在溶淅水泥石过程中,损坏混凝土内碱处境, 削弱水泥水化产物平稳性,干扰水泥石的致密度;硫酸盐SO 2- 离子加入混凝土内和水泥组分有化学变化,导致物体体积增加,致使开裂破坏。
2.4钢筋的侵蚀
        钢筋侵蚀体现在钢筋外表面介质影响下产生电化变化, 逐渐产生氢氧化铁以及铁锈,导致混凝土顺筋开裂,进一 步成了侵蚀介质进入钢筋的途径,加速结构破坏。造成混 凝土碳化与中性化的主要原因为混凝土密实度即抗渗性欠 缺,酸性气体植入混凝土里面跟氢氧化钙发生变化;第二, 氯离子针对钢筋外部钝化膜有特别的损坏作用;第三,钢 筋在拉应力与腐蚀性介质共同作用下产生脆性断裂。
3针对耐久性和安全性的土木建筑工程结构设计技术解析
3.1科学选用耐久性和安全性材料
        土木建筑工程动工原材料的选用会给结构自身使用周期带来影响。混凝通常是由水泥、粗骨料、细骨料、外加剂和水搅拌构成,再通过石化形成人造工程原材料。想要高效阻止水泥的紧缩需要使用粗骨料,想要填充粗细则要把水泥浆与粗骨料相混合,骨料间隔的缝隙产生润滑剂的作用,粗骨料与细骨料中间变成支撑获得硬化之后,二者则会连接起来,变成坚固的土木建筑原材料。

因此,混凝土原材料选用非常关键,经过加入外加剂,严密控制混合质量,能高效提升混凝土应用期限,土木建筑物构造耐久性和安全性将有所提高。
3.2重视土木建筑结构地基和基础设计
        土木建筑工程中地基和基础是非常重要的,务必参照实际地质情况科学地做出设计,保证基础沉降数值在规定范围内。在非常容易沉降部位,若混凝土互相牵制造成力不可以集中起来,则会均匀地作用到整体土木建筑基础上,就可以确保整体地下室与地下室顶板安全性能,避免受到外部力量太过集中造成混凝土撕裂,进一步造成土木建筑物坍塌等重大事故。土木建筑结构裂缝与节点构造务必控制好,比如:预留施工缝、变形缝、止水钢板位置、后浇带位置、墙柱梁板接头位置等。
3.3降低水对结构的负面影响
        各种环境当中的水与施工作业中所用的工程用水,例如地下水、雾水、雨水、工地用水等,不但对土木建筑材料性能产生关键影响,同时也对混凝土产生关键作用。因此, 在土木建筑工程中要科学设立构造和设施为防水、防潮、防结露技术构造。诸如防水层、防潮层、腰线、地漏、踢脚、天沟、檐口、雨水口、室内外高差台阶等,可以保证土木建筑结构不会遭受水的影响。
3.4科学控制混凝土浇筑进程
        此进程有针对性地提升了土木建筑工程混凝土耐久性和安全性,同样是非常有效的方法。科学控制混凝土浇筑进程能够应用下述方式实施与操作:第一,首先控制好混凝土浇筑热度, 其浇筑热度需控制在混凝土土木建筑的科学热度内,不可超高也不能超低,最大限度地确保热度平稳;第二,务必控制好混凝土浇筑时长,不可过长也不可太短。混凝土浇筑技术员也要严格选择,一定选用经验老到的技术员,以确保混凝土浇筑品质。
3.5重点关注土木建筑混凝土碳化的防备
        在土木建筑实际中减少结构耐久性和安全性的关键原因为混凝土碳化。因此,一定要采取科学的解决方式,防备结构发生碳化,确保提高结构的使用性能。有关设计人员对于结构耐久性和安全性进行设计进程中,可以采取封闭土层,使结构外产生一层非常密的保护层, 从而其他涂层材料可以加入至结构内部,从而有效密封结构内部形成的小缝隙,最终避免结构内部物质与外部环境发生化学反应。实际采用此方式,不仅可降低混凝土发生碳化的概率,也能有效避免结构在冻融环境中发生损坏,从而有效提升结构的耐久性和安全性。
3.6钢筋锈蚀防护方法
        有关钢筋锈蚀防护方法,重点要采取钢筋阻锈剂进而减少钢筋锈蚀的形成。阻锈剂这种化学合成物,可在结构中用来高效阻碍钢筋产生锈蚀问题,从而加强结构的强度与刚度。如今普遍采用的阻锈剂有吸附性阻锈剂、钝化剂等。另外,使用电化学方法也可产生防锈蚀的效果。在结构产生碳化问题或外部氯离子入侵至结构内之后,混凝土表面钝化膜也会受到很大程度的损坏,从而在混凝土的部分部位产生锈蚀。假设任其发展下去,不采用任何处理方法,则会使得整体的结构锈蚀。可以采取阴极保护法、脱氯以及再碱化等电化学方法来解决锈蚀问题,提升结构的抗锈蚀性能。电化学解决技术的原理为:经过外表面的阳极导体对结构的钢筋施以相应直流电,随后钢筋结构变化为化学电池中的阳极,经过化学变化,最后发挥防锈蚀的作用。
4结语
        总之,实践中想要增加结构的使用周期,务必要对结构防腐性能进行深入探究,全面提升混凝土的耐久性和安全性,确保在优良的环境下进行混凝土土木建筑工程施工。参照不同的构造需求,科学选择混凝土材料,防止在混凝土施工过程中某个步骤产生问题。此外,结构的设计和施工要彼此配合,这样不但可以将结构使用周期增加,同时也降低后期维护和修复任务,会给土木建筑公司带来更多的经济收益,并且在市场上收获优良口碑,进一步促进混凝土土木建筑结构设计的可循环发展。
参考文献:
[1]奂振川.关于土木建筑工程结构设计的耐久性和安全性分析[J].城镇 建设,2020(1).
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[3]金海涛.基于耐久性和安全性的土木建筑工程结构设计分析[J].中国房地产业,2019(27).
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