混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究及其設(shè)計(jì)方法

楊志華

黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院

前言：

混凝土結(jié)構(gòu)在整個(gè)建筑領(lǐng)域里有著不可替代的作用，越是現(xiàn)代化和越是功能化的建筑物，就越離不開混凝土結(jié)構(gòu)的支持，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是建筑設(shè)計(jì)和施工的重要問題，應(yīng)該對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性抱有行業(yè)的敏感性。本研究立足于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作實(shí)際，對于混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)耐久性不強(qiáng)的表現(xiàn)進(jìn)行了描述，在初步進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題分析的基礎(chǔ)上，提供了做好混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的方法和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)思路。

1.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的概述

1.1 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的一般表現(xiàn)

在設(shè)計(jì)的層面上，混凝土結(jié)構(gòu)耐久壽命一般被設(shè)計(jì)在50y，對于重要的建筑類型和功能性建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性被要求達(dá)到100y以上，而在混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)行中由于環(huán)境的腐蝕性物質(zhì)的存在往往在15y左右就會(huì)出現(xiàn)混凝土鋼筋的銹蝕，一些高侵蝕地區(qū)更是在建筑完成的較短時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)大幅度地銹蝕，進(jìn)而必須進(jìn)行加強(qiáng)和修復(fù)?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性出現(xiàn)問題會(huì)給整個(gè)社會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)上的嚴(yán)重?fù)p失，并會(huì)造成環(huán)境污染的加劇。當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題不但表現(xiàn)出數(shù)量大和分布廣的特色，更會(huì)因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)的重要性而出現(xiàn)對經(jīng)濟(jì)和社會(huì)危害的嚴(yán)重影響。

1.2 產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的原因

混凝土結(jié)構(gòu)的原材料是造成耐久性問題的主要成因，一些建筑施工中實(shí)用的水泥出現(xiàn)活躍性過高的問題，這會(huì)導(dǎo)致水泥水化期間溫度的巨大變化，使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)早期破壞。混凝土結(jié)構(gòu)的原材料配比也是造成耐久性下降的實(shí)際問題，過低的水灰比不但會(huì)造成巨大的浪費(fèi)，而且會(huì)出現(xiàn)水化升溫現(xiàn)象明顯，使降溫的過程延長，進(jìn)而會(huì)對混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)生過程帶來影響，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能和表面強(qiáng)度?；炷两Y(jié)構(gòu)施工中其他問題也會(huì)造成耐久性問題的產(chǎn)生。

1.3 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性環(huán)境區(qū)劃研究

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性環(huán)境區(qū)劃是解決混凝土結(jié)構(gòu)耐久性主要方法環(huán)境作用效應(yīng)與混凝土耐久性抵抗力作用能夠產(chǎn)生相互影響，兩者之間量化作用相互轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的效應(yīng)對混凝土耐久性影響很大混凝土結(jié)構(gòu)耐久性環(huán)境區(qū)劃主要問題就是對分區(qū)指標(biāo)進(jìn)行確定，并且將環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生的作用進(jìn)行統(tǒng)一量化環(huán)境對結(jié)構(gòu)耐久性作用主要考慮壽命、深度和關(guān)鍵性主導(dǎo)環(huán)境因素建立的量化總體環(huán)境指標(biāo)在根據(jù)預(yù)測模型不同完善環(huán)境區(qū)劃方法的適用性保證標(biāo)準(zhǔn)試件分區(qū)方法的適用性。

2 提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)方法

2.1 采用現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法

在現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法中，要根據(jù)環(huán)境對混凝土產(chǎn)生的影響進(jìn)行系統(tǒng)分類，并且按照環(huán)境產(chǎn)生作用的等級(jí)對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行劃分，分別對環(huán)境類別中混凝土結(jié)構(gòu)耐久性材料使用情況進(jìn)行規(guī)定。明確混凝土強(qiáng)度、在材料中使用的最大水膠比以及鋼筋保護(hù)情況等。如果按照現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法進(jìn)行規(guī)定，就要對環(huán)境劃分區(qū)域內(nèi)的環(huán)境類別與現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法建立對應(yīng)性關(guān)系，這樣才能夠體現(xiàn)出環(huán)境等級(jí)作用對現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行細(xì)致的劃分，主要針對環(huán)境產(chǎn)生的作用在這種相互影響的關(guān)系中，對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)進(jìn)行分級(jí)，將環(huán)境影響中涉及到的耐久性分析規(guī)定作為區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)在日常環(huán)境中，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性在自然環(huán)境影響下會(huì)發(fā)生一定的變化，如果將混凝土結(jié)構(gòu)暴露在自然環(huán)境中就能夠明確使用年限.將顯不的使用年限與環(huán)境區(qū)劃等級(jí)進(jìn)行設(shè)定。

2.2 改變現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范

改變現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范要按照建立的環(huán)境趨于等級(jí)進(jìn)行劃分，這樣能夠明確混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)中’環(huán)境影響因索與環(huán)境作用等級(jí)，能夠明確混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)是否符合環(huán)境區(qū)劃實(shí)際條件如果兩者不能夠互相滿足就要對現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行調(diào)整，這樣在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性環(huán)境區(qū)劃等級(jí)不變的情況下，調(diào)整現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范能夠提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性‘在這種環(huán)境下能夠提升混凝土的實(shí)際使用效果。

2.3 建立獨(dú)立結(jié)構(gòu)耐久性規(guī)范設(shè)計(jì)

在不同與環(huán)境結(jié)構(gòu)區(qū)劃等級(jí)設(shè)計(jì)中，將現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范中的環(huán)境等級(jí)作用建立對應(yīng)關(guān)系，這就形成了獨(dú)立混凝土結(jié)構(gòu)耐久性規(guī)范設(shè)計(jì)這樣情況能夠滿足不同環(huán)境趨于對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的需求，井且建立相應(yīng)的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要表現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性環(huán)境區(qū)劃等級(jí)對不同混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的滿足現(xiàn)有設(shè)計(jì)混凝土耐久性設(shè)計(jì)與獨(dú)立混凝土結(jié)構(gòu)耐久性規(guī)范具有一定的聯(lián)系，兩者之間都是以混凝土結(jié)構(gòu)耐久性環(huán)境進(jìn)行區(qū)劃的這是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的基本體現(xiàn)。與現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)相比，獨(dú)立混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范不能夠直接對環(huán)境進(jìn)行影響，而是要對設(shè)計(jì)的可靠性進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)參考分析，建立一種等效設(shè)計(jì)方法，這樣才能夠更加有力于工程建設(shè)與發(fā)展混凝土耐久性設(shè)計(jì)方法與環(huán)境區(qū)劃之間的流程要采用可靠設(shè)計(jì)方法，這主要依賴于工程人員進(jìn)行施工，并對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)進(jìn)行定量分析。

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