建筑工程混凝土结构耐久性设计的探讨

建筑工程混凝土结构耐久性设计的探讨

伍华仔

中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西 西安 710043

摘要：混凝土结构耐久性是影响建筑工程建设质量的关键要素，必须从工程设计管理和技术应用等方面加大投入，合理优化混凝土结构的耐久性效果，促进工程整体建设质量的提升，在为社会提供更为优质工程产品的同时，获得更好的工程效益。

关键词：建筑工程;混凝土结构;耐久性;

目前土木工程通常将混凝土作为常用建设材料，其物理化学性质的优劣将直接决定工程质量，继而影响工程效益的呈现。在工程实践中，应考虑如何保持混凝土建材在施工中的耐久性，并采取合理措施加以防范，值得广大工程技术人员深思。

1 建筑工程混凝土结构耐久性设计研究目的

土木工程在应用混凝土材料时需要做好耐久性设计，确保施工时混凝土的有效性，避免影响工程质量。混凝土结构施工是有一定的科学原理的，比如在混凝土施工中如果搅拌不均匀、温度应力失衡等，都可能带来混凝土裂缝、腐蚀等问题，影响工程项目混凝土的硬度、强度和安全性，本文研究对象某工厂厂房混凝土结构就出现了腐蚀、裂缝等情况）。

2 建筑工程混凝土结构耐久性设计研究方法

2.1 研究对象厂房建筑相关资料

某工厂厂房为四跨单层排架结构，厂房主体部分长为158m，宽度82m，中间两跨为高跨部分，两侧为低跨。同时每跨度之间有28榀屋架，为混凝土钢筋结构，高度3m。

2.2 研究对象厂房建筑结构功能分析

2.2.1 厂房设计构造

①覆盖在钢筋上的混凝土防护层不满足要求厚度；②伸缩缝与沉降缝构造失调；③在开空洞环节未正确设置洞边缘的配筋；④建筑厂房基础建设于盐渍区域；⑤针对厂房混凝土结构的隔热层、防滑层等施工不合理。

2.2.2 厂房建筑材料质量

①所应用水泥标号不合适，水泥中的含碱量过高；②应用细度过小的水泥，在加水拌合之后水化加速，其放热过程导致干燥效果加剧，使收缩增大，造成混凝土开裂；③应用含碱活性矿物骨料；④所选择骨料颗粒的级配不当；⑤对于外加剂的使用不合理，比如减水剂中含有过量的氯离子。

2.2.3 厂房建筑施工质量

①水灰比过高，比如为了方便施工和运输过程，未按规定要求提高水灰比；②单方水泥用量过高，比如为了缩减工期、提升混凝土早强，以增加水泥用量，继而引发水化热过高，造成结构开裂；③拆模过早，比如为了追赶工期、加速模板周8转，继而提前拆模，造成混凝土结构承载力不足；④浇注、振捣或者养护不当；⑤施工组织不合理，导致不良施工缝的出现。

2.2.4 厂房建筑外界环境条件

①气候多变，比如所处环境温度经常交替，干湿环境不稳定；②所处环境恶劣，比如工程周边区域二氧化碳、二氧化硫等环境因素；③有害物侵入，比如碳酸盐、碱溶液侵入地基土等。

2.2.5 厂房建筑裂缝问题

建筑工程施工环节经常会出现混凝土裂缝问题，此问题对施工有很大影响，容易造成工程质量受阻，并且在各大类型建筑工程中都会或多或少出现。混凝土作为一种基础建筑材料相较来说具有一定优势，但其结构稳定性较差，容易受到外界因素影响，从而出现裂缝。从工程实践来看，混凝土裂缝依严重程度会对总体工程产生相应影响，此类裂缝出现原因多是难以预料的，且出现裂缝部位和裂缝形态具有差异性。需要根据裂缝部位和类型来寻找成因，才能制定有效的处理方案。

2.2.6 厂房建筑养护问题

建筑工程施工环节需要做好厂房养护工作。混凝土常会由于内外部温差影响而破坏结构稳定性，因此养护环节要做好混凝土散热工作，以此降低混凝土裂缝现象的出现。操作人员要在这个环节均匀振捣混凝土，将其热量散发出来，而通过这一步骤，还能够强化混凝土结构，提高施工性能，进而保证建筑建设质量。另外在完成这一工作后，后续还要实行混凝土保温、薄膜放置等工作流程。

2.3 建筑工程混凝土结构耐久性方案的提出

在混凝土结构施工中，应当深入了解混凝土施工的技术原理，制定适合建筑工程项目的施工方案，控制施工中的关键节点、温度应力等。比如要依据工程项目的硬度、强度等要求，确立水泥标号、水泥使用量等；为了控制水泥水化中的热量释放问题，可以用低热水泥进行施工。再如在混凝土浇筑过程中，应当尽量避免在炎炎夏日或过高温度下施工，以有效控制工程施工中的浇注温度。要想做好混凝土结构耐久性设计，首先需要明确耐久性设计的目标，同时结合工程所在地的环境勘测数据及施工条件，选择优质的材料进行混凝土结构完善，以便于一次性解决厂房建筑物的耐久度问题。

3 建筑工程混凝土结构耐久性设计具体实施方案

3.1 明确设计目标

①根据设计三要素对混凝土耐久性极限以及结构强度进行确定，基于强度以及极限值要求来选择组成混凝土的基础材料。②了解实际混凝土施工环境，例如施工场地的气候变化预测、雨水酸碱度、地下水酸碱盐度等指标，调查后根据所得数据来对混凝土配比等进行调整。③如果混凝土需要在较低温度条件下进行使用，例如在海拔高地区建造公路，要分析历往此区域冻融平均年数，在科学合理的引进引气剂，为混凝土耐久性提供保障。④如果施工场地的环境条件存在较大化学腐蚀现象，比如雨水酸碱度较低或地下水含盐量较高等，要在具体应用时，先针对混凝土钢筋结构做好抗腐蚀做事，像是在其表层涂环氧涂层。⑤如果周围环境变化幅度大，基于环境的不同有针对性的调整与优化耐久性方案设计。⑥通过对钢筋结构进行排水设计，来强化混凝土耐久性。

3.2 结合现场，提升混凝土质量标准

对于厂房建筑集料，着重关注集料的碱活性、耐腐蚀性和吸水性。对集料的级配进行合理设计，测量集料中各成分的含量，提升集料的和易性。需要强调的是，针对集料级配比例，要控制整体酸碱性，避免因环境pH值而影响混凝土的结构耐久性。针对外加剂的处理，通过调控外加剂，来改善混凝土的性能。如适当增加减水剂，以改善混凝土的强度和密实度，为耐久性提供保障；通过适当增加引气剂，以降低混凝土内部的气孔数量，增强耐冻性；通过适当增加膨胀剂，以减少混凝土的收缩率，提升抗渗性；通过适当增加缓凝剂，以降低混凝土的极限温升，减少因温度降低而导致的混凝土裂缝问题。混凝土矿物掺合料，如硅灰、粉煤灰、沸石粉、石英砂等，主要用于改善混凝土的结构耐久性，适当增加掺合料，可以增强混凝土的密实度和强度。

3.3 做好周密勘测，科学组织施工

通常，对各类外加剂的使用，氯离子含量要低于0.02%；对高效减水剂的使用，以减水剂干重为基准，硫酸钠在其干重的20%以内。混凝土在进行浇筑前，需要先检查钢筋、保护层垫块等，确保保护层厚度达标。如果浇筑的为大面积混凝土，还要科学设计施工缝位置，避免冷缝。在混凝土浇筑后，要做好科学养护，严禁过早拆除支撑。对冬季等恶劣天气，要对整个施工项目做好防潮、防冻处理。充分考虑建筑工程周边环境要素，做好建筑物防水、排水工作。

3.4 混凝土保护层厚度

混凝土具有高碱度特性，会使钢筋表面形成一层钝化膜，从而对钢筋形成保护作用。混凝土保护层能够起到阻止外界氧气、水分以及腐蚀介质渗入的作用，而所起到的保护效果跟混凝土保护层厚度、密实程度等相关。因此，适当增加混凝土保护层厚度属于在建筑工程中提升混凝土结构耐久性、促进结构使用寿命延长的关键举措。

4 结论

综上所述，现代科技的进步使建筑工程设计与施工技术不断发展，也使社会大众对建筑工程质量提出了较之以往更高的要求。混凝土结构耐久性作为影响工程质量的关键要素，受到广大工程技术人员的普遍关注。

参考文献

[1]吕亭豫，李荣庆，王鹏飞.海港混凝土结构耐久性设计国内外对比及工程应用[J].水运工程，2021(10):161-167.

[2]王伟，蔡志文.土建工程混凝土结构的耐久性设计[J].居业，2019(09):55-56.