房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究

房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究

李敏

身份证号： 3209211982042****

摘要：房屋建筑混凝土结构作为房屋建筑中的重要组成部分，其耐久性能能够直接决定其使用寿命。针对房屋建筑混凝土结构耐久性能方面的研究一直是相关部门的研究重点，而房屋建筑混凝土结构耐久性能试验是判断房屋建筑混凝土结构耐久性能的有效途径。在我国，针对房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究中，普遍通过计算房屋建筑混凝土结构硬度以及承载力的方式，测试房屋建筑混凝土结构耐久性能。但由于房屋建筑混凝土结构耐久性能是一个变化的过程，会受到外界因素的干扰而改变，因此，必须以动态的视角进行房屋建筑混凝土结构耐久性能试验。针对以往房屋建筑混凝土结构耐久性能试验研究中的不足，本文设计一种房屋建筑混凝土结构耐久性能试验方法，通过试验的方式，得出房屋建筑混凝土结构耐久性能，为确保房屋建筑混凝土结构安全提供专业性指导。

关键词：房屋建筑；混凝土结构；耐久性能试验

1混凝土耐久性影响因素
　　1.1环境影响作用
　　环境是影响混凝土使用性能的主要因素。因此，在对混凝土结构进行设计时，应充分考量建筑物周围的运行环境，避免给混凝土结构带来影响。混凝土材料较其他材料不同的是：其若长期处于特殊的环境下，内部的结构就会随着时间的延长而发生变化，以此会给整个混凝土结构带来影响。因此，为了有效地提高混凝土结构的耐久性，延长建筑工程的使用寿命，需结合环境条件，对混凝土结构进行合理设计，确保充分地发挥出混凝土结构的应用优势。
　　1.2混凝土碳化
　　混凝土的碳化过程主要就是指：混凝土结构中所存在的部分碱性物质与空气环境中的二氧化碳发生了相应的化学反应，导致混凝土中的有关成分和结构发生变化，降低整个混凝土材料中的碱含量，这样混凝土结构中的钢筋就极易发生钝化，以此也就加剧了混凝土结构的腐蚀效率，影响其使用质量。因此，在具体设计时，应采取相应的保护措施，避免混凝土发生碳化，确保能够提升混凝土结构的抗碳化能力，以便能达到提高耐久性的目的。
　　1.3钢筋锈蚀
　　混凝土具有较强的碱性，而导致这一性能出现的主要原因为：混凝土结构内含有大量的氫氧化钙饱和溶液，导致钢筋表面产生致密的钝化膜，以此就能实现对混凝土内部结构的有效保护。但是，一旦混凝土内部结构与空气中的水分或者二氧化碳接触时，其就会发生相应的中和反应，降低了混凝土结构的碱性，以此也就失去了对钢筋结构的保护，导致钢筋随着时间的增长，逐渐出现锈蚀的情况。
　　1.4寿命设计
　　建筑混凝土材料的使用不是一劳永逸的，而是具有一定的寿命。因此，通常在对混凝土结构进行设计时，一般都会进行寿命设计，并将其主要分为：使用寿命、预期使用寿命以及设计使用寿命等多个类型。

2实验分析

2.1实验准备

实验工程采用某市房屋混凝土结构建筑，总建筑面积大约为565.2m²，该工程主要分为地上3层和地下1层，底板面高度大约为1.45m。基于房屋建筑混凝土结构耐久性能具有一定的特殊性，以此选用经过自然状态下养护的房屋建筑混凝土结构样本试件，将房屋建筑混凝土结构作为一种组织结构体，执行房屋建筑混凝土结构耐久性能试验。实验选取对比指标为试验精确度，通过多次试验的方式，判断两种试验方法的精度。使用本文设计试验方法和传统试验方法进行房屋建筑混凝土结构耐久性能试验，记录其试验准确次数，分别设置为实验组与对照组。

2.2实验结果与分析

实验共设置50次房屋建筑混凝土结构耐久性能试验，记录实验组与对照组的试验精确度，统计实验结果如表1所示。

表1 实验组与对照组试验方法精确度对比结果

结合表3中的数据可知，实验组试验精确度明显高于对照增强有着显著的作用，而随着膨胀剂含量的增加，其抗折强度也增加。

2.3最佳配合比

试验结果表明，每增加13.3kg/m³膨胀剂，其抗压强度降低6%左右，但是28d龄期都达到了其承压要求，膨胀剂对于抗折强度无负面影响，综合考虑承压性、抗折性、经济性等因素，实际工程中建议使用的膨胀剂最佳配合比为C40-1的实验配合比，即膨胀剂含量为40kg/m³。

3 ANSYS数值模拟

3.1建立ANSYS模型

（1）定义文件名

有限元分析的第一步就是定义文件名，这是建模的基础部分，方便建模后能够快速找到该文件。文件名为concrete，点击运行。

（2）设置单元类型

根据ANSYS软件提供的单元类型，本次模拟所采用的是SOIID65单元。

具体操作是MainMenu→Preprocessor→Elementtype→Add/Edit/Delete打开elementtype对话框，然后点击Add，选择SOIID65单元。

（3）设置材料属性

在菜单MainMenu中打开材料属性对话框，输入弹性模量为3.25×104，泊松比为0.3。

（4）建立几何模型

本模型主要是模拟混凝土立方体试验中，试块的受力情况，所以建立一个100mm×100mm×100mm的混凝土立方体模型。

（5）划分网格

完成材料单元类型、材料属性以及生成模型后，就可以对立方体模型进行划分网格。

3.2结果

所创建的混凝土计算模型在受到均布荷载作用下，其绝大部分平均应力数值基本相等，而且各节点处应力分布变化情况也基本一致，只有模型下表面边缘角点处出现明显变化，是混凝土试件较有可能开裂的位置。所以，可以猜测，混凝土结构的开裂是由边缘角点开始的。

对于大体积混凝土的有限元模型，我们可以看出，总体和混凝土立方体试块的分布保持一致。不同的是，当混凝土体积增大时，出现了引力集中的现象，猜测这种现象可能时因为混凝土内部的温度升高，而引起的温度应力导致的。

图1 混凝立方体土应力云图

结束语
　　不断的研究与分析基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计，对于有效地提高混凝土结构的使用刚度和强度，增强建筑工程的耐久性以及延长建筑工程的使用寿命，保障建筑工程的居住安全性，都具有至关重要的作用。因此，我们应首先认识与了解结构耐久性以及混凝土耐久性设计影响因素，进而从明确混凝土结构耐久性设计目标、注重混凝土碳化预防以及钢筋锈蚀防护措施三个方面来有效地提高建筑工程混凝土结构的设计质量，确保有效地提高混凝土结构的使用耐久性，保障建筑工程的居住安全性，促进我国建筑行业的稳定发展。
　　参考文献
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