基于耐久性的建筑工程混凝土結構設計分析

任永衛(wèi)

摘要：混凝土結構大規(guī)模應用在建筑項目中，長期使用過程中會出現(xiàn)嚴重的耐久性問題。我國每年由于耐久性問題產(chǎn)生了千億的經(jīng)濟損失，一定程度影響社會安全性，迫切需要科學評估混凝土結構的耐久性。目前在研究混凝土過層中提升耐久性是十分關鍵的課題。本文通過簡單分析對耐久性造成影響的因素，提出了具體的設計措施，從而有效保證結構質量。

關鍵詞：耐久性；建筑項目；混凝土結構設計

混凝土的使用不僅會對建筑物綜合質量造成影響，還對建筑物的美觀性造成了影響，因此，需要認真考察施工過程中應用不同的混凝土施工工藝，確保高度混凝土的規(guī)格與項目建設要求。不同的耐久性影響了項目的安全性，在設計結構中經(jīng)常發(fā)生高度強調設計而忽視耐久性的現(xiàn)象。通過長期影響，嚴重腐蝕了鋼筋結構，使建筑物頻繁發(fā)生修復問題。所以，迫切需要提升結構設計的耐久性。

一、影響耐久性的主要因素

（一）碳化因素

鈣是主要材料成分，其和大氣的水、氧化物發(fā)生反應，進一步獲得氧化鈣，此時會減弱其堿度，對聯(lián)系混凝土的鋼筋表面鈍化膜有效破壞，一定程度影響了穩(wěn)定性。但是，這部分影響在短期內無法觀察到，其主要由表層持續(xù)滲入。此時鋼筋屬于一種活化的模式，并且大氣中存在的一部分物質也會形成干擾，使鋼筋發(fā)生銹蝕，穩(wěn)定性嚴重不足。

（二）凍融因素

縫隙是非常容易發(fā)生的問題，水融化是其形成的重要原因。在相對濕潤的環(huán)境中，結構必將出現(xiàn)縫隙，還會隨之產(chǎn)生掉皮問題，若這一情況持續(xù)下去必將影響自身的穩(wěn)定性，從而減弱了持久性[1]。

（三）收縮

在一般狀況下，天氣與環(huán)境會嚴重影響建筑所需的材料，從而發(fā)生改變，直接發(fā)生了聚集力或者收縮現(xiàn)象。若在適合的范圍內嚴控這一問題，不會嚴重影響結構項目的耐久性。但若變形力嚴重超過結構自身需要承擔的力，必將產(chǎn)生縫隙。

（四）有害物質產(chǎn)生的侵蝕

在項目開展操作的過程中，一些因素如成本、材料配置比例和操作工藝都會影響項目建設，導致混凝土結構項目形成大小不一致的孔隙，若出現(xiàn)大量這樣的孔隙，必將無法堅強抵抗外部環(huán)境造成的侵蝕。

二、耐久性結構科學設計

（一）合理選擇材料

根據(jù)設計時間、環(huán)境因素和耐久性級別等標準，科學配置混凝土以及選擇適當?shù)牟牧?，若在凍融環(huán)境中使用混凝土，結合凍融平均次數(shù)適量摻入引氣劑。若環(huán)境出現(xiàn)氯侵蝕問題時，嚴控混凝土中氯離子含量。

（二）設計結構構造

結合預應力混凝土與普通混凝土之間存在的不同，按照設計應用時間和侵蝕環(huán)境特點，有效明確混凝土保護層厚度。當構件所在環(huán)境發(fā)生嚴重銹蝕問題時，保持受力鋼筋最小直徑超過16.5mm。結構表面更有利于開始排水，并有效預防積水，將滴水溝在室外構件設置。當構件環(huán)境存在嚴重化學腐蝕現(xiàn)象時，則應對混凝土表面開展有效的防腐處理[2]。

（三）施工具體要求

當耐久性出現(xiàn)特殊要求抗凍、抗?jié)B和耐磨等時，開展操作之前必須結合抗腐蝕級別，準確配比混凝土，選擇最佳配置比例。加入混凝土的外加劑的氯離子含量應嚴控，必須低于水泥含量；在高效減水劑中，硫酸鈉含量明顯低于減水劑干重；在澆筑混凝土之前，全面檢查鋼筋所在部位、保護層墊塊尺寸，對保護層厚度有效保證。在對面積較大的混凝土進行澆筑時，應科學明確操作縫部位，防止發(fā)生冷縫，嚴禁采取抹面灑水手段，盡可能增加暴露的工作面積。在養(yǎng)護混凝土的過程中，避免較早拆除支撐。在冬季摻鹽操作時，對氯化物含量嚴格掌控。

（四）對結構使用提出合理化要求

認真確定使用結構構件的界限，由于構件在不同環(huán)境中暴露，形成了不同的耐久時間，通常情況下，陽臺、屋面等在結構中的使用時間明顯短于柱和梁；在橋梁結構中，與橋墩與梁比較，伸縮縫、防水層等更加容易受到損害，明顯縮短了維修與更換時間。

三、提高耐久性的主要手段

（一）提升地基基礎設計

若項目出現(xiàn)一定程度的沉降量要求，則在設計地基基礎方面，可以選擇不同的處理方法。若項目產(chǎn)生比較小的沉降量，可以采取褥墊操作方法實施處置，在地下室與持力層的建筑區(qū)域，在發(fā)生沉降的操作中，混凝土的保護層必將需要承受一定的附加外應力，這一方面有效避免地下室底板由于外力作用而發(fā)生開裂現(xiàn)象，對沉降問題有效預防。同時還可以科學保護地基。如此徹底解決了保養(yǎng)地基結構問題。若建筑項目存在地下室，隨著季節(jié)發(fā)生的改變也會導致地下水出現(xiàn)變化，這一變化也是對底板基礎耐久性造成影響的主要因素。若處在降水期，相應快速提升地下水位。則迫切需要設計地方防水。針對普通的地下室項目，由于柱下形成了十分復雜的承臺形式，相應也會產(chǎn)生比較復雜的基槽地膜形狀，這種外部輪廓十分復雜的建筑，不僅增加了設計難度，還提高了項目造價成本。在具體操作中，需要大量的設計人員，在設計初期，僅是對建筑所在地區(qū)科學考慮，卻沒有考慮降水問題，所以直接造成底板設計中防水效果不佳，同時也缺乏合理性，如此影響建筑地基的耐久性，所以在今后應用中存在很多問題。相應室外地坪之下結構，科學設計外部輪廓，盡可能保持簡潔性，如此便于開展防水操作，同時也產(chǎn)生了較好的防水結構，從而有效保證耐久性[3]。

（二）加強施工管理

在具體施工中，可以充分養(yǎng)護和振搗混凝土，如此可以提升混凝土表面的密實度，并且對混凝土的滲透性有效降低，一部分人認為把控施工質量就可以，實際上，僅僅是完成了一半工作，后期養(yǎng)護項目才是另一半，可以發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護與施工發(fā)揮了至關重要的意義，若無法有效養(yǎng)護，則會較大程度影響混凝土碳化合抗腐蝕性能，需要注意的是，隨著逐步增加的灰比增強了養(yǎng)護混凝土的敏感性，相應也會由于減少水泥用量而不斷增大，所以需要嚴格監(jiān)管施工流程，保證施工材料的科學性。

四、結束語

綜合分析，在建筑行業(yè)健康發(fā)展過程中，科學提升耐久性已經(jīng)成為建筑項目應用混凝土施工的關鍵問題。由于耐久性對項目施工質量與應用時間造成了一定的影響，若無法聯(lián)系真實情況應用混凝土，必將出現(xiàn)施工問題。

參考文獻：

[1]高楊.高性能混凝土的性能及其原材料的選用[J].工程技術（文摘版），2015（33）：229.

[2]戴永祥.新型混凝土材料在建筑工程中的應用分析[J].山西建筑，2014（18）：126-127.

[3]王勝年，黃君哲.華南海港碼頭腐蝕情況的調查與結構耐久性分析[J].水運工程，2015（6）：56-57.

（作者單位：安徽省城建設計研究總院股份有限公司）