建筑工程混凝土的耐久性能及其结构设计陈博

建筑工程混凝土的耐久性能及其结构设计陈博

陈博

哈尔滨工业大学建筑设计研究院黑龙江省哈尔滨市150090

摘要：近年来，我国建筑业发展迅速。由于混凝土是一种非常关键的材料，它对工程的稳定性和使用时间有着非常深刻的影响，因此有必要加强其持久性特点，不仅要降低成本，而且要节约资源，这对环境保护的发展非常有利。文章针对建筑工程混凝土的耐久性能及其结构设计进行了详细的阐述，内容仅供参考。

关键词：建筑工程；混凝土；耐久性能；结构设计

导言

在社会主义现代化建设的新时代，中国在实际发展过程中更加注重发展的科学化和合理化。在混凝土结构耐久性设计中，主要关注耐久性的实际发展理念和设计工作中的一些问题。在此过程中，应充分结合混凝土结构自身的发展属性，创新设计方法，充分了解设计内容的耐久性。只有这样才能充分利用相关的混凝土结构，提高建筑设计水平。

1混凝土结构耐久性的概念界定

所谓混凝土结构的耐久性，实际上是指混凝土结构在其自身的空间内，会受到各种外部因素的影响，如大风、大雨天气等。在这一过程中，不需要投入大量的人力、物力对其进行维修，以保持结构的安全性和实用性。也就是说，其自身的环境影响很小。但在实际施工过程中，应充分考虑环境功能和经济等相关因素，更好地把握该结构的实际内容。

此外，环境、功能和经济是不可或缺的重要组成部分。在有效开展混凝土结构耐久性设计的过程中，有关施工单位应充分考虑这些因素，充分掌握影响其设计的因素，以便更好地系统化建筑施工的安全稳定。保证。

2混凝土结构耐久性的重要性

钢筋混凝土结构耐久性是指钢筋混凝土及其构件在一定使用期内，由于材料内部因素的影响，对化学侵蚀、自然环境或其他变化过程的抵抗力。在工程建筑中，钢筋混凝土结构结合了混凝土和钢筋的优点，其造价相对较低。它是当今主要的建筑结构形式。然而，由于各种原因，许多钢筋混凝土结构都会出现性能退化。主要原因是结构耐久性不足。结构设计时，阻力不足，所用荷载过大。同时，由于气候潮湿，还包括中国沿海地区。钢筋混凝土结构的腐蚀和氧化损伤导致混凝土结构耐久性的丧失，造成了大量的维修费用，甚至被迫停工，造成了巨大的经济损失。

3影响混凝土结构耐久性的因素

3.1混凝土的碳化

混凝土中水泥石含有氢氧化钙Ca(OH)2而呈碱性,其在钢筋表面形成碱性薄膜而保护了金属钢筋免遭酸性介质的侵蚀,起到“钝化”保护作用。然而，大气中的酸性介质和水可以通过各种渠道和裂缝渗入混凝土，中和这种碱性。混凝土碳化速率很慢，与混凝土质量、环境条件等因素有关。碳化深度达到钢筋表面需要几十年的时间，从而消除了钢筋表面的钝化膜——去钝化，使钢筋腐蚀成为可能。

3.2化学侵蚀

水可以渗入混凝土中，当有害化学物质溶解在混凝土中时，混凝土的耐久性将受到更大的影响。酸性物质对水泥水合物的侵蚀作用最大。酸性侵蚀混凝土呈黄色，水泥剥落，骨料外露。工业污染、酸雨、酸性土壤和地下水可能对混凝土构成酸性腐蚀。此外，混凝土因浓碱溶液的渗透结晶而开裂、剥落，硫酸盐溶液渗透后与水泥发生化学反应，体积膨胀也会造成混凝土的破坏。

3.3冻融破坏

混凝土的抗冻性与其孔隙结构密切相关。混凝土孔隙和孔径的分布决定了孔隙水溶液的冰点和冻结量。孔隙水溶液冻结越多，混凝土内部的静水压力越大，对混凝土的冻害越严重。混凝土水化硬化后，其内部有许多毛细孔。在浇注混凝土时，为了获得必要的和易性，往往需要比水泥水化更多的水。多余的水保留在混凝土的毛细孔中。低温冻结引起的水体积膨胀导致混凝土内部结构破坏。反复冻融会在一定程度上造成混凝土的损伤积累，导致结构损伤。

3.4混凝土的碱集料反应

混凝土集料中的一些活性矿物与混凝土微孔中的碱性溶液发生反应。碱和硅酸盐凝胶、水膨胀和体积增大，导致混凝土剥落、开裂、强度降低，甚至损坏，没有有效的修补方法,故被形象称为混凝土的“癌症”。

3.5机械和生物作用

反复的机械作用（磨损、冲刷等）会削弱混凝土结构，并随着时间的推移，由于损伤的累积而影响混凝土的抵抗力。其他如冲击、冲击等，也会影响混凝土结构，且生物腐蚀不容忽视。苔藓植物和攀缘生物对结构混凝土的破坏是城市污水工程和海洋工程中常见的问题。

3.6温湿度变化的影响

混凝土在高温时会膨胀和收缩，在干燥和浸水时也会收缩。这种影响的改变，特别是在突然发生的情况下（如夏季阳光下被大雨冲刷的混凝土），会因混凝土表面和内部体积的变化不一致而导致裂缝。这些不均匀膨胀引起的损伤随着时间的推移而累积，导致混凝土内部结构的破坏，最终削弱结构阻力。

4混凝土裂缝的预防措施

混凝土裂缝是混凝土质量中的一个常见问题。浅裂缝通常只影响混凝土的外观质量，而深裂缝则直接影响混凝土结构的安全。对于水工隧洞混凝土，混凝土裂缝在压力作用下会使隧道内的水渗入裂缝，造成混凝土钢筋的腐蚀，严重影响隧道的正常使用。此外，裂缝会对混凝土产生破坏，在裂缝处形成集中的拉应力，从而导致贯穿裂缝的发展。最后影响隧道的防水效果。混凝土防裂措施主要有以下几点。

4.1利用双掺降低单位体积水泥用量

混凝土在凝结硬化过程中,水泥在水化作用下,会释放大量的热量,混凝土外表温度会因为较低的外界温度而大幅降低,而混凝土内部会因为散热条件的限制产生高温,当混凝土内外温差较大时,就会产生较大拉应力而产生裂缝。所以为了降低混凝土内部温度,在混凝土配合比设计时,在满足混凝土强度和工作性能的前提下,可以掺入一定量的粉煤灰和减水剂来减少水化热,从而降低混凝土的内部温度。在该水工隧洞施工中,采用掺入水泥用量20%的Ⅰ级粉煤灰和TMS优质复合防水剂,来降低单方混凝土体积的水泥用量。

4.2改善养护条件

混凝土浇筑后，表层水会提前蒸发，影响混凝土的水化，造成混凝土表面干缩裂缝。因此，混凝土浇筑后，应在混凝土表面洒水或覆盖，以保持混凝土表面湿润，避免干缩裂缝。

4.3采用较大的骨灰比,较小的水灰比

水泥收缩发生在凝结和硬化过程中，与单位水泥的混凝土量成正比。单位体积混凝土量越大，干缩程度越大，反之亦然。同时，它与混凝土单位体积耗水量成正比。单位体积混凝土耗水量越大，收缩越严重，反之亦然。因此，混凝土配合比设计应采用较大的水泥比和较小的水灰比。

结束语

综上所述，在我国实际发展过程中，一些施工单位在积极有效地开展混凝土结构耐久性设计的过程中取得了一些成果，但在耐久性设计和安全性设计方面仍存在一些问题。这些问题的存在，将导致整个建筑质量的有效提高。它的效果非常糟糕。因此，在今后的发展过程中，有关施工单位应充分提高职工自身的综合素质，根据不同的环境，系统地创新混凝土结构耐久性设计的相关方法，更好地把握混凝土结构耐久性设计的核心。促进中国社会经济的繁荣与进步。

参考文献

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