浅谈混凝土结构耐久性设计林坤明

浅谈混凝土结构耐久性设计林坤明

林坤明

阳江核电有限公司广东阳江529500

摘要：随着我国经济飞速发展与社会进步，人们对生活品质的要求也在不断提高，尤其对建筑物也提出了较高要求，不仅要造型新颖，还要确保建筑物的安全性与耐久性。钢筋混凝土结构是目前应用最为广泛的结构形式之一，然而混凝土的耐久性受多种因素的影响，耐久性不同的混凝土影响着建筑的安全性能。在过去较长的一段时间里，结构设计着重点在建筑物的承载能力上，对建筑物耐久性能方面的关注度不够。建筑物在正常使用过程中，受到多种因素的影响，再加之年复一年的日晒雨淋对建筑结构的侵蚀，导致出现混凝土被剥落以及钢筋外露的情况，从而建筑物不得不进行修整。因此，我们只有充分认识到混凝土结构耐久性的影响因素，并采取有效的、科学的、合理的、安全的措施来针对性的增强建筑物混凝土的耐久性，这样不仅对建筑工程的质量安全有保障，还节约了成本，同时带来建筑物更好的舒适性及美观性。

关键词：耐久性；建筑工程；混凝土结构；设计

1当前建筑工程混凝土结构存在的主要问题

任何一个产品都有固定的使用寿命，实现有序使用，尽量延长物品的使用寿命是人们所追求的。由于人们对于建筑工程混凝土耐久性的认识性不足，导致大量工程问题出现，对我国建筑工程的发展造成了很大的影响。在设计过程中没有充分重视耐久性的设计，导致建筑结构的使用寿命缩短，很多建筑企业为了节约成本，导致混凝土结构强度等级不足，保护层的厚度不足，或者在建设过程中钢筋的直径偏小，直接影响了结构的耐久性；其次在设计过程中，很多设计者运用经验对建筑工程进行设计，缺乏科学系统性的设计方法，设计的内容沿用传统的设计方案，缺乏创新，没有对耐久性进行深入的研究，我国混凝土结构的建设一直存在问题，钢筋锈蚀混凝土的碳化等问题，没有得到切实的解决；最后，我国的混凝土结构在设计过程当中缺乏内容的细化，国家缺少对钢筋混凝土结构耐久性标准的规范，与国外其他国家相比，我国的钢筋混凝土耐久性设计仍然存在着很大的问题。

2耐久性的建筑工程混凝土结构设计要点

2.1防腐蚀设计

混凝土结构的防腐蚀工作是十分重要的，建筑结构本身的防腐工作将会影响到使用寿命。防腐工作包括表面涂覆防腐措施、保护层防腐措施和基本防护措施，由于混凝土表面需要进行排水并便于施工，所以在关键部分要重视防腐措施，对于可能出现严重腐蚀的部位，可以进行适当的更换，同时要注意保护层的厚度，保护层越厚，钢筋就越不容易被腐蚀，所以可以通过增加混凝土保护层的厚度，来减少混凝土出现腐蚀的问题，但是如果混凝土厚度过厚，也会加剧裂缝现象的出现，增加建设和后期的维护成本，所以保护层的厚度一定要适当。对于涂覆防护措施，可以有效的隔绝环境和易腐蚀层，喷涂表面涂上各种防腐材料，隔绝氧气、水等介质来减少混凝土腐蚀现象的出现，延长混凝土的使用寿命。

2.2混凝土结构的防冷冻设计

混凝土在完成水化硬结过程之后，混凝土内部会逐渐形成许多小孔缝。砼浇筑的时候，为了提高混凝土的和易性，时常添加的水量会比水泥水化需要的水量偏多。在低温环境下，这些多余的水会结冰。随着混凝土放热慢慢冷却的过程中，冰渣形态会随着温度而变化，使得其内部中的毛细孔体积发生变化，导致破坏。进而导致整体结构破坏，所以，应该在设计上采取控制混凝土循环冻融的相应措施，以防止混凝土结构被破坏来延长混凝土结构的耐久性。在整个建筑工程混凝土耐久性的结构设计过程中，要充分了解影响建筑结节使用寿命的主要因素：水、材料、混凝土结构以及基础、重要防水节点和钢筋防腐等因素，最大程度的避免建筑结构耐久性受损问题。

2.3合理选择耐久性材料

设计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。

2.4重视建筑混凝土结构地基和基础的设计

在进行建筑混凝土结构设计时，要把控以下要点：（1）概念设计。一般来说，进行结构概念设计，能够确保结构有着不错的抗震性能。在具体设计时，需要设计人员严格按照相关规范和规程，开展结构概念设计，在设计的过程中，不可以陷入只凭计算的误区。（2）结构选型。在进行设计时，严格按照“建筑不应采用严重不规则的设计方案”的要求等进行结构设计，避免后续施工作业出现工作波动。在结构设计中，为提高混凝土结构的耐久性，要积极改进混凝土结构构件的设计。按照相关设计指导方案，开展结构件的设计时，混凝土的实际保护层相比要求少50%，则碳化或者氯离子等侵蚀钢筋表面的时间将会提前3/4左右，因此，开展建筑施工作业，必须要保证实际保护层达标，避免出现质量问题。除此之外，要严格按照构件设计的要求，做好其类型和混凝土强度等的把控。若为一般构件，那么混凝土要求为C25-C30，则保护层的厚度不可以低于35cm。若为海上建筑物，则参考相应的标准，严格把控保护层厚度。（3）做好结构地基基础的设计。若建筑工程对沉降量，有着具体的要求，则在地基以及基础建设时要严格把控，选择不同的处理方式。若工程沉降量比较小，可以使用褥垫作业法进行处理，设置建筑物地带，当发生沉降问题时，发挥混凝土保护层的作用，分担部分附加外盈利，避免沉降问题的发生。不仅能够实现对地基的有效养护，还能够解决地基机构的保养问题。

2.5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。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。

3结束语

混凝土结构的耐久性问题越来越得到工程界的认识，在建设项目中，尤其是一些重要的建筑物应该考虑混凝土结构的耐久性设计，他是建筑在服役期内安全运行的重要保障，也是提高经济效益的重要手段。以前，在我国经济技术不发达的时期，不得不降低甚至忽视对结构耐久性的要求；而目前国情已经变化，有条件考虑环境保护和可持续发展的问题。作为结构工程师，必须要培养关注结构物的耐久性、重视耐久性的习惯，掌握分析复杂环境下耐久性的影响因素的分析方法和应对措施，结合已有的设计经验和工程实践认真地进行耐久性设计。

参考文献：

[1]郝丹斌.混凝土结构的耐久性设计方法研究[J].建材与装饰，2018（43）：121-122.