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摘要:随着我国社会经济水平的不断提升,建筑行业整体也取得了非常大的进步。在整个建筑领域,耐久性建筑的实际需求在不断增加,这对建筑工程混凝土结构设计提出了更高的要求。虽然混凝土结构具有非常久远的历史,但是其在建筑领域的应用时间还比较短,针对建筑工程混凝土结构设计的耐久性进一步了解和分析,具有非常重要的实际操作指导作用。基于此,文章对基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计进行了分析,以供参考。
关键词:建筑工程;原材料;耐久性;混凝土
引言
我国建筑工程的建设规模一般都较大,但是多数建筑在实际使用时并没有达到有关要求,这样不仅造成了资源的浪费,而且严重时还为威胁居民的人身安全。而混凝土作为构成建筑工程项目的基本结构,其质量在一定程度上影响着整个建筑工程的施工水平。因此,应当做好混凝土结构的设计工作,确保提高混凝土的耐久性和使用安全性。本文便针对基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计展开具体的分析与讨论。
1建筑工程结构耐久性设计的重要性
在我国经济化建设中,工程建设整体规模巨大,工程的施工量也非常庞大,这就要求施工单位必须要保质保量的完成每一项工程任务,一旦工程中出现问题形成豆腐渣工程,对社会的影响,人们生活的影响都是沉重的,不但如此,一旦工程出现问题那么就会出现返工重建,拆除已建好、再建新的,不但造成资源和人员的浪费,也在一定程度上破坏了自然环境,影响人们的正常生活秩序。
2混凝土耐久性设计影响因素
2.1环境影响
作用混凝土结构在实际的使用过程中与周围环境之间存在着非常紧密的联系,在实际进行混凝土结构耐久性设计过程中必须充分结合建筑物实际的应用级别,并对建筑物运行环境进行充分考量。在一些特殊环境下,混凝土结构内部材料会随着使用时间的延长而发生改变,由此就会对混凝土整体结构使用寿命造成一定影响,必须针对具体使用环境对混凝土结构进行合理设计,这样才能有效延长其使用寿命。
2.2寿命设计
建筑混凝土结构与所有的产品都具有一定的使用寿命。通常情况下在进行建筑混凝土寿命设计过程中,会将其进一步细分为使用寿命、预期使用寿命及设计使用寿命等几种类型[2]。
2.3混凝土碳化
混凝土碳化过程是混凝土结构中存在的部分碱性物质与环境空气中的二氧化碳进行接触而同时发生化学反应,从而导致混凝土的主要成分、结构及综合性发生较大变化。混凝土结构会导致其碱度下降,进一步造成结构内部钢筋钝化膜遭到严重破坏,加剧了钢筋结构的腐蚀速率。在实际进行建筑混凝土结构设计过程中,抗碳化能力成为了一个非常重要的衡量指标,有效提升混凝土结构的抗碳化能力就能够进一步增强混凝土结构耐久性。
2.4混凝土碱-集料反应
混凝土碱-集料反应是混凝土结构中存在的碱性物质与集料内含有的部分活性成分在发生化合作用后会发生局部体积膨胀,使局部受力造成破坏。在混凝土制作材料中水泥、外加剂、水分都是不可缺少的基础材料,而在上述原材料中通常都会存在一些可溶性的碱性物质,这部分碱性物质会以集料产生相互作用从而生成一种硅胶体物质,而该硅胶体物质在水的作用下会产生剧烈膨胀,从而导致凝土结构局部受力产生开裂。
2.5钢筋锈蚀
众所周知,混凝土呈现较强的碱性主要是因其结构内含有较多的氢氧化钙过饱和溶液,强碱性可以使钢筋表面迅速氧化,在其表面产生致密钝化膜,而保护钢筋内部不再继续受到腐蚀,避免其在使用过程中出现锈蚀现象。
混凝土内结构内部物质与周围的空气中的水分和二氧化碳接触时,氢氧化钙就会被这些酸性物质所中和,导致混凝土结构的碱性下降。随着反应的不断进行当混凝土实际的pH值低于11.5的时候,钢筋表面的钝化膜就会遭到破坏,由此也失去了对钢筋结构的保护作用,导致其出现严重的锈蚀情况。在钢筋产生锈蚀的过程中会产生一定量的氯离子,由此就会进一步加剧钢结构锈蚀。
3混凝土结构耐久性设计要点
3.1明确混凝土结构耐久性
设计目标要想增强混凝土结构的耐久性,就应首先明确混凝土结构耐久性的设计目标,采用合理有效的耐久性设计方法,以便有效的提升建筑混凝土的结构强度,确保能够延长混凝土的使用寿命。因此,在具体设计时,应选择合适的混凝土材料,并结合建筑工程周围的施工环境和使用年限等因素,合理地设置原材料的配合比,这样才能有效地增强混凝土使用的耐久性。倘若混凝土结构实际使用环境的温度较低,就应根据年均冻融次数来合理地使用引气剂,这样才能有效地满足建筑工程的实际居住需求。随着使用时间的不断增加,混凝土结构会受外界环境的影响,而发生相应的化学侵蚀反应,此时就可采用环氧涂层确保提高整个建筑工程的抗腐蚀性能。此外,对于不同的环境,应制定不同的混凝土结构设计方案,合理地选择混凝土结构的保护层,并设置合理的排水结构,以此来有效地实现对混凝土结构的合理保护。
3.2注重混凝土碳化预防
混凝土碳化是降低混凝土结构耐久性的主要原因。因此,应采用相应的解决措施,来避免混凝土结构发生碳化,确保提高混凝土结构的使用性能。首先,设计人员在对混凝土结构耐久性进行设计时,可运用“封闭土层”在混凝土结构的表明形成一层致密的保护层,而其余的涂层材料可以进一步渗透到混凝土结构的内部,这样就能有效地封堵住混凝土结构内部所存在的小缝隙,这样便能避免混凝土结构内部物质与外界环境发生化学反应。通过采用此种方法,不仅可以降低混凝土发生碳化的概率,而且还能有效地避免混凝土结构在冻融过程中发生破坏,以此来有效地提高混凝土结构的耐久性。
3.3钢筋锈蚀防护措施
针对目前所采用的钢筋锈蚀防护措施而言,主要是运用钢筋锈蚀阻锈剂来降低钢筋锈蚀的发生率。其中,阻锈剂作为一种化学合成物,其在混凝土结构中的运用能够有效地阻止钢筋发生锈蚀现象,以此增强混凝土结构的强度和刚度。当前,使用较为广泛的阻锈剂有:吸附性阻锈剂、钝化剂等多种类型。此外,通过采用相应的电化学方式也能起到一定的锈蚀防护作用。当混凝土结构发生碳化现象或者外界氯离子侵入到混凝土结构内部后,混凝土表明的钝化膜都会遭到不同程度的破坏,此时就会在混凝土的局部发生锈蚀现象,倘若不对其采取及时的解决措施,就会锈蚀整个混凝土结构。因此,可采用阴极保护法、脱氯以及再碱化等电化学处理技术来做相应的防锈蚀处理,确保能够提高混凝土结构的抗锈蚀性能。对于电化学处理技术而言,其应用原理主要为:通过外部的阳极导体对混凝土结构中的钢筋施于一定的直流电流,此时钢筋结构变成了化学电池中的阳极,进而通过一定的化学反应,能达到防锈蚀的目的。
4结束语
目前建筑行业的发展对于我国经济的快速发展有着直接的影响作用,建筑行业的规范性,严谨性对建筑工程的顺利进行起着决定性作用,混凝土结构的耐久性对建筑工程有着重要的影响,混凝土在建筑行业的广泛使用深刻的影响着人们的生活环境。混凝土的耐久性使建筑物的安全系数得到提高,这就意味着随着人们对建筑物使用性能要求的不断提升,混凝土的使用也就会越来越广泛,越来越被建筑行业和人们大众而接受,这就要求建筑行业要不断的完善混凝土耐久性问题,不断地提出更高的要求,不断地专研让混凝土耐久性得到更好的发挥,从而更好的服务于人类。
参考文献
[1] 张云清.氯化物盐冻作用下混凝土构件的耐久性评估与服役寿命设计方法[D].南京:南京航空航天大学,2011.
[2] 胡琦忠.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析[J].中国标准化,2019(6):29~30.
[3]罗经文.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析[J].智能城市,2019(1):19~20.