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建筑工程混凝土结构设计耐久性研究

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：郑宝欣

[导读] 摘要：随着人们对生活质量的要求越来越高，其对建筑工程的质量也是越来越关注，这就对建筑工程的建设提出了更高的要求。

        广州智海建筑设计有限公司第一设计所广东省广州市 510100
        摘要：随着人们对生活质量的要求越来越高，其对建筑工程的质量也是越来越关注，这就对建筑工程的建设提出了更高的要求。其中建筑工程的耐久性是其重要的质量体现，想要实现建筑工程良好的耐久性就需要对其混凝土结构进行合理科学的设计，并对其采取相应的耐久性加强措施。
        关键词：建筑工程；混凝土；结构设计；耐久性
        引言：我国建筑行业在社会经济发展的新时期迅速崛起，建筑企业的竞争力不断增强，为适应时代发展的要求，应加强对建筑工程混凝土结构设计的重视。在我国耐久性建筑逐渐兴起的今天，建筑工程中混凝土结构设计的重要性逐渐凸现出来，它不仅有助于建筑工程结构的稳定性的提高，而且还能保障居民居住的安全。
        1影响混凝土结构耐久性的主要因素
        1.1混凝土原料
        混凝土原材料的选择要求很高。原材料不好会致使混凝土的硬度变差，造成其质量不合格，进而影响混凝土结构的耐久性，造成混凝土的耐久性不达标。混凝土的耐久性无法得到保证，将严重影响工程质量和豆腐渣工程的出现。每年因此类问题引起的工程事故数不胜数，最主要的原因是施工单位对混凝土原材料的质量控制不力，使用了不合格的混凝土材料，进而导致工程质量低下。
        1.2环境影响
        环境是影响混凝土性能的主要因素。因此，在设计混凝土结构时，应充分考虑建筑周围的工作环境，以免影响混凝土结构。混凝土不同于其他材料，长期保存在一个特殊的环境中，其内部结构会随着时间的推移而发生变化，从而影响整个混凝土结构。因此，为了有效提高混凝土结构的耐久性，延长建设项目的使用寿命，有必要结合环境条件对混凝土结构进行合理的设计，以确保混凝土结构的应用优势得到充分发挥。
        1.3混凝土碳化
        混凝土碳化过程是一种化学反应，混凝土中含有的碱性物质在于空气中的二氧化碳进行接触时产生的碳化反应，这种化学反应使混凝土中成分结构发生变化，从而产生不稳定的因素。混凝土形成碳化后它的坚固性和硬度就发生来改变，结构中的钢筋受到腐蚀使其结构不再坚固。这就直接影响了混凝土本身的特性，因此如何防止混凝土的碳化，如何保障施工过程中的空气湿度，增强混凝土结构耐久性，是保障工程顺利进行的前提条件。
        1.4钢筋腐蚀
        混凝土具有很强的碱度，而这种性能的主要原因是混凝土结构中含有大量的氢氧化钙饱和溶液，从而在钢筋表面形成了致密的钝化膜。有效保护混凝土的内部结构。但是，一旦混凝土的内部结构与空气中的水分或二氧化碳接触，它将进行相应的中和反应，从而降低混凝土结构的碱度，从而失去对钢结构的保护，从而导致随着时间的增加，铁锈逐渐出现。
        1.5结构构造设计
        在工程施工过程中，由于预应力混凝土和普通混凝土材料之间存在一定的差异，在设计时必须分析其使用寿命和环境的实际情况，并根据分析结果选择混凝土保护层的厚度。如果构件的使用环境比较恶劣，属于锈蚀情况，对于受力的钢筋，将直径设置在16.5mm以上。为了更好地提高结构的稳定性，应采取有效的方法，合理地设计结构表面，既有利于排水，又能有效地防止积水。此外，还需要在室外设置一个构件，优化设置滴水沟。构件在有化学腐蚀性的应用环境中，需要采用有效的设计方法，及时处理混凝土的腐蚀防护问题。

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        2完善耐久性建筑混凝土结构的具体措施
        2.1原材料的选择
        原材料的质量是优质混凝土形成的基本保证，只有好的原料才能制成高硬度、耐久性好的混凝土。为此，科学的采购原材料是保证工程质量的关键。其次是水泥的选择，应结合实际情况选择碱含量低、耐热性强、耐腐蚀性强、耐冻性好的水泥。其它材料的选择应综合考虑氧化、腐蚀及操作方便等因素。提高混凝土耐久性最有效的方法是混凝土配比。唯有如此，才能确保混凝土在凝固、硬化过程中不受损害，使混凝土质量达到所要求的标准。
        2.2注意混凝土的碳化并防止碳化
        为保证工程质量，施工单位必须严格执行合同，按照合同要求的施工计划进行施工，注意混凝土耐久性在建筑中的作用，严格控制质量。将提高混凝土耐久性作为工程建设的重要内容。研究并重视混凝土碳化问题，预防碳化问题有利于保障工程质量。在工程建设环境中，应重视二氧化碳对混凝土结构的破坏问题，有效地预防和控制质量，确保混凝土的质量，此方法还有助于内部空白区域的填充。这既能防止二氧化碳现象，又能保证水进入混凝土结构，具有良好的缓冲作用。为此，应针对混凝土结构存在的问题进行有效的预防措施，并结合实际情况制定完善的施工方案，以提高混凝土结构的耐久性。
        2.3防锈蚀性设计方面
        建筑物混凝土逐渐硬化后，极易形成碱性氢氧化钙，导致混凝土所在孔隙当中会残留着弱碱性水分，内部钢筋表层会形成致密性钝化膜，会对其持续锈蚀产生阻碍作用。敦化程度倘若超出闽值，这层钝化膜便会遭到破坏，受外部换机的介质持续作用Fe（OH）3便会形成，进而产生锈蚀，致使混凝土的钢筋有开裂情况出现，周边腐蚀性的介质会逐渐进入到混凝土的主体结构内部，对整体结构产生破坏作用。故设计者必须尤为重视高层建筑物混凝土总体结构防锈蚀性设计，以确保高层建筑物混凝土总体结构具备较强耐久性。因混凝土当中往往含有一定卤素离子，会侵蚀钢筋敦化膜。因此，开展结构设计专项工作期间，设计者需把控好水胶比，通过提升混凝土总体结构密实度，防止钢筋被锈蚀。设计者还需充分考虑NaNO2能够于钢筋表层处逐渐形成一种氧化膜，对于混凝土当中钢筋锈蚀可起到一定阻碍作用。制作混凝土期间，可以实现NaNO2、CaCI2混合应用，大大提升混凝土实际抗氧化性能。设计者还可适当将混凝土的保护层实际厚度增加，防止有害性气体浸入到其中，以尽量将钢筋锈蚀可能性降低。但是，在这一过程中设计者需尤为注意不可一味地增加该钢筋的保护层实际厚度，必须结合实际情况予以合理增加，确保总体结构表层不会出现开裂情况。
        2.4耐久性设计方面
        建筑物混凝土总体结构功能性设计效果，往往直接影响着整体结构的稳定性。为此，设计者注重建筑物混凝土总体结构耐久性的设计至关重要，可从以下几个方面入手：其一，科学设计水分侵袭的结构，如防结露、防潮、防水等技术改造优化，包含着室内外部的高差台阶、踢脚、地漏、腰线、防潮层、防水层、雨水口、天沟等等，以便于建筑物混凝土总体结构能够处于干燥环境当中；其二，做好保温及低温设计。如设计防火墙、防火区、屋面的隔热层、墙体的保温层等设计工作，确保建筑物混凝土总体结构具备较强耐久性；其三，把控好建筑物混凝土总体结构裂缝变形缝及节点构造。如墙体连接处结构、防震缝、沉降缝及温度缝等。可以说，在设计总体功能结构期间，设计者均需充分考虑到会影响到结构实际耐久性各项因素，确保能够逐步攻破这些影响因素，提升建筑物混凝土整体结构耐久性。
        结束语
        简而言之，建筑业作为与人们福祉相关的基础产业，影响着我国的现代化水平。建筑工程是建筑工程的重要类型，其施工质量代表着建筑行业的发展水平。混凝土结构施工是水工施工的关键内容，对建筑工程的整体耐久性和耐水性有非常重要的影响，关系到人们的生产生活。因此，必须做好结构设计，加强混凝土施工质量控制，严格控制建筑质量，确保其正常运行。
        参考文献：
        [1]王晓亮，张俊生.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析探讨[J].绿色环保建材，2020.
        [2]李志杰.钢筋混凝土结构的性能及其在房屋建筑施工技术中的应用[J].门窗，2019.
        [3]赵亮.框架剪力墙结构建筑施工技术在建筑工程中的对策[J].居舍，2019.