建筑混凝土结构耐久性设计原则与要点分析

建筑混凝土结构耐久性设计原则与要点分析

杨世斌侯春

杨世斌侯春

摘要：混凝土结构的耐久性会受到很多因素的影响，比如水灰比、骨料、施工工艺等都会影响混凝土结构的耐久性。本文阐明了混凝土耐久性设计的一些原则，对影响建筑混凝土结构耐久性的一些原则进行了分析，并提出了混凝土结构耐久性设计的一些要点，旨在为同行业工作人员提供有益借鉴。

关键词：混凝土结构；耐久性；设计原则；要点

混凝土结构耐久性会受到多种因素的影响，本文对建筑混凝土结构耐久性的设计原则以及要点进行分析和探讨，旨在实现对房屋结构不需要花费大量资金加固就能保证安全、使用功能和外观要求，在加强结构耐久性设计方面提供一些技术交流和参考。

1耐久性设计的原则

混凝土施工中相关行业结构设计规范中的一些规范与要求通常都是基于公共安全和社会需要的最低限度要求。而在建筑工程实际施工中，每一个建筑都有其自身的特性，所以在施工中不但要满足行业相关要求，同时还应该有效结合建筑的实际情况，这样才能够最大程度的提升建筑混凝土结构的耐久性。

实际施工中，需要相关工作人员合理的使用力学、物理学、化学各方面的知识来结合工程实际情况制定出可靠的、科学的施工方案，尽可能的提升混凝土结构的耐久性。通常来讲，要遵循下面一些原则：（1）混凝土制备过程中，要对其中的水泥用量、水胶比、矿物掺合料比例、骨料粒径等进行合理设定，比如粗骨料的粒径一般不超过30mm。与此同时，混凝土施工还应该采用合理的养护措施，从而将次混凝土表层的裂缝，达成提升耐久性的目标。（2）要保证钢筋和混凝土粘结度的良好，假如钢筋上存在锈蚀和污渍，一定要对其进行有效清理；（3）耐久性以及结构承载力设计中对于混凝土的最低强度有着不同的标准，在这种情况下，就要取而这之中要求偏高的指标。从当前的行业规范来看，在基础工程以及地下混凝土结构工程不能够运用HPB300级钢筋，而是要选择使用更高级别的钢筋。

2混凝土结构耐久性能的影响因素分析

2.1混凝士的碳化

混凝土的碳化指的是混凝土中氢氧化钙与渗透进混凝土中的二氧化碳以及其他酸性气体发生化学反应的过程。通常来讲，混凝土的酸碱度是偏碱性的，因此在钢筋的表面会构成碱性的薄膜，从而有效的避免钢筋与酸性介质直接接触，遭受腐蚀。碳化的过程是混凝土结构趋于中性化的过程，这时，混凝土本身的PH值会降低，使得钢筋的表层不再受到碱性物质的保护，这样可能会使钢筋遭受到酸性物质的侵蚀，；另外，碳化的过程也会加剧混凝土收缩的过程，增加混凝土出现裂缝的几率，影响其结构和整体的耐久性。

2.2侵蚀性介质的腐蚀

混凝土结构施工环境中含有侵蚀性的介质时，会使得混凝土中一些材质发生一系列的物力、化学反应，从而改变混凝土材料的性质，使得混凝土结构强度降低甚至受到严重破坏。比如，如果环境水分中含有一些酸性物质，那么混凝土结构就会受到酸性介质的侵蚀，使其表层腐蚀速度明显变快。另外，硫酸盐的硫酸根离子深入混凝土内部和水泥的组分发生反应，其产物会导致混凝土内部结构出现膨胀，进而导致其开裂。

2.3混凝土的冻融破坏

在低温环境下混凝土结构会发生结冰，从而发生膨胀，这会使得混凝土内部的微观结构发生损坏。如果混凝土发生多次冻融循环，那么就可能会导致其强度降低，耐久性不足。另外，在我国北方一些地区下雪之后会使用融雪剂进行除雪作业，融雪剂所形成的盐溶液和混凝土的冻融反应出现协同反应比单纯的冻融要严酷得多,一般将盐冻破坏看作是冻融破坏的一种特殊形式,即最严酷的冻融破坏。

2.4钢筋的锈蚀

电化学腐蚀是混凝土结构中最为常见的一种化学反应现象，会对其耐久性产生非常严重的影响，最为常见的腐蚀是氯离子腐蚀。氯离子在侵入混凝土结构时候会快速损坏钢筋表层的碱性钝化膜，从而对钢筋进行腐蚀，使其生锈。铁锈形成之后会引发混凝土体积的膨胀，引发裂缝的出现，同时使得钢筋和混凝土之间的粘结性降低，钢筋截面积变窄，其承载能力变弱，最后有可能会使得其结构完全遭受损坏。

2.5施工因素影响

混凝土材料本身的质量以及骨料级别都会对混凝土的耐久性产生影响。另外，如果施工工作人员在施工中操作出现失误也会影响混凝土结构的耐久性；还有，水灰比的配合比不适宜，会降低混凝土结构的密实度，使其抗渗性能变弱，最终使得混凝土的耐久性降低。

3混凝土结构耐久性能的设计要点

（1）合理的结构及构造设计。结构应保证有足够的混凝土保护层厚度混凝土保护层可以阻止外界侵蚀介质、氧气和水分的渗入,保护作用的效果与混凝土的密实度和保护层的厚度密切相关。合理地设计结构及构造对于易发生耐久性问题的结构或构件部位,在设计中应通过合理的结构设计和合理的构造措施予以克服。例如,使结构物利于排水,以保证混凝土的干燥；合理进行结构布置以及地基处理,减少地基不均匀沉降造成的裂缝等。

（2）保证混凝土的强度尽管强度与耐久性是不同概念,但又密切相关,它们之间的本质联系是基于混凝土的内部结构,都与水灰比这个因素直接相关。在混凝土能充分密实条件下,随着水灰比的降低,混凝土的孔隙率降低,混凝土的强度不断提高；与此同时,随着孔隙率降低,混凝土的抗渗性提高,其抵抗环境侵蚀破坏的能力就越强,各种耐久性指标也随之提高。

（3）原材料的选择水泥类材料的强度和工程性能,是通过水泥砂浆的凝结、硬化形成的,水泥石一旦受损,混凝土的耐久性就被破坏,因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能,选择碱含量小、水化热低、干缩性小、耐热性、抗水性、抗腐蚀性、抗冻性能好的水泥,并结合具体情况进行选择。

（4）结构的日常维护结构在使用阶段,应注意检测,维护和修理,对处于露天和恶劣环境下的基础设旋工程更应如此,建立检测和评估体系,及时发现,及时修理,确保混凝土结构的正常使用。在使用中,应尽量避免结构承受超重荷载、接触腐蚀性物质,并尽量减少冻融环境的影响。同时在结构建成后定期检查,在结构破坏超过一定的界限后,就需要详查破坏原因并评估是否需要维修或加固。

4结束语

综上所述，混凝土结构的耐久性会受到非常多的罂粟所影响，本文对其设计原则、影响因素以及设计要点进行分析，有助于进一步提升混凝土结构设计的科学性，提升其耐久度，延长其使用寿命。

参考文献：

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[3]谭炜.浅析建筑工程中钢筋混凝土结构设计中的常见问题[J].工程技术:引文版,2016(12):00281-00281.