基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计研究

基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计研究

杜霞

身份证号码：320282198712166022

摘要：在当前我国的建筑工程施工过程中，混凝土结构成为其中至关重要的材料类型，在现代施工环节得到越来越广泛的应用，这是因为混凝土结构自身有着十分明显的应用优势，所以在建设工程混凝土结构设计过程中，要着重做好设计工作，结合混凝土的结构特点，着重把握混凝土的耐久性特征，并分析各类影响因素，进一步加强科学合理的设计，以此在更大程度上提升整体建筑工程混凝土结构的耐久性。基于此，本文重点探讨和分析对建筑工程混凝土结构耐久性造成影响的相关因素，以及相对应的结构设计策略等相关内容。

关键词：耐久性；建筑工程；混凝土结构；设计方案；优化措施

前言

耐久性作为建筑混凝土结构质量的重要指标之一，几乎包括的混凝土结构的大部分质量指标因素，只有在混凝土结构大部分质量指标全部合格的情况下，混凝土结构的使用耐久性才能够得到提升，从而能够延长建筑工程在安全情况下的使用寿命，对于我国建筑工程行业的发展具有重要的作用。建筑工程混凝土结构的耐久性设计需要考虑到多个方面的因素，把握关键影响原因，采用科学的设计方案和方法，根据建筑工程的实际需求，提升混凝土结构的耐久性，进而能够提升建筑工程综合质量。

1.结构耐久性概述

混凝土结构的使用，给建筑领域的发展带来了新的发展契机。但是，人们在具体运用混凝土结构时常常出现问题，影响了建筑工程施工活动的顺利展开。其中，结构耐久性主要是指：在自然环境、使用条件以及混凝土原料等多种条件和因素影响下，混凝土依旧能保持结构完整的能力。正是有了混凝土结构的耐久性，建筑工程才具有较长的使用寿命。倘若混凝土结构耐久性较弱，就会常常出现碳化、钢锈蚀以及老化等问题，这样给整个建筑工程的使用安全性带来不利影响。因此，在设计混凝土结构时，应充分地考虑混凝土结构的整体强度和刚度，确保能够有效的提高混凝土使用的耐久性。

2.混凝土耐久性设计影响因素

2.1环境影响作用

环境是影响混凝土使用性能的主要因素。因此，在对混凝土结构进行设计时，应充分考量建筑物周围的运行环境，避免给混凝土结构带来影响。混凝土材料较其他材料不同的是：其若长期处于特殊的环境下，内部的结构就会随着时间的延长而发生变化，以此会给整个混凝土结构带来影响。因此，为了有效地提高混凝土结构的耐久性，延长建筑工程的使用寿命，需结合环境条件，对混凝土结构进行合理设计，确保充分地发挥出混凝土结构的应用优势。

2.2混凝土碳化

混凝土的碳化过程主要就是指：混凝土结构中所存在的部分碱性物质与空气环境中的二氧化碳发生了相应的化学反应，导致混凝土中的有关成分和结构发生变化，降低整个混凝土材料中的碱含量，这样混凝土结构中的钢筋就极易发生钝化，以此也就加剧了混凝土结构的腐蚀效率，影响其使用质量。因此，在具体设计时，应采取相应的保护措施，避免混凝土发生碳化，确保能够提升混凝土结构的抗碳化能力，以便能达到提高耐久性的目的。

2.3钢筋锈蚀混凝土

具有较强的碱性，而导致这一性能出现的主要原因为：混凝土结构内含有大量的氢氧化钙饱和溶液，导致钢筋表面产生致密的钝化膜，以此就能实现对混凝土内部结构的有效保护。但是，一旦混凝土内部结构与空气中的水分或者二氧化碳接触时，其就会发生相应的中和反应，降低了混凝土结构的碱性，以此也就失去了对钢筋结构的保护，导致钢筋随着时间的增长，逐渐出现锈蚀的情况。

2.4寿命设计建筑混凝土材料的使用不是一劳永逸的，而是具有一定的寿命。因此，通常在对混凝土结构进行设计时，一般都会进行寿命设计，并将其主要分为：使用寿命、预期使用寿命以及设计使用寿命等多个类型。

3.提高建筑混凝土结构耐久性的有效措施分析

3.1优化混凝土结构构件设计

混凝土结构耐久性提高的有效方法是提高钢筋保护层厚度，钢筋保护层厚度提升，能够抵抗更多来自环境的作用力。在对混凝土结构设计过程中，混凝土的实际保护层如果较少，那么碳化或氯离子侵入钢筋表面的时间就会提前，所以在混凝土结构设计过程中需要提高钢筋保护层厚度，延后碳化或氯离子侵入钢筋表面的时间。对于一般的建筑工程而言，在混凝土结构厚度在C30的情况下，钢筋保护层不能低于40mm，如果建筑所处环境腐蚀因素较多，则需要提高钢筋保护层厚度，从而能够有效提升混凝土结构的耐久性，发挥出钢筋保护层对混凝土结构的保护作用，使其被侵蚀的程度降低，是一种有效提升混凝土结构耐久性的方式。

3.2科学选择原材料

建筑工程设计中，应对原材料进行合理选择，从而确保混凝土结构的使用周期。混凝土一般情况下是由水泥、细骨料、粗骨料、水以及外加剂等原材料按照一定比例混合而成，然后经过石化反应，便成为了人造工程的主要原材料。为减轻水泥的紧缩，应使用粗骨料，将粗骨料与水泥浆混合起来，再加入细骨料、外加剂，硬化之后，便形成了混凝土材料。应对混凝土的配合比进行严格控制，从而确保混凝土的使用性能，提高混凝土结构的耐久性。

3.3优化混凝土结构地基基础设计

建筑在使用过程中会产生自然沉降，根据建筑工程对沉降量的要求，需要对地基基础采用不同的设计方法，因为建筑沉降量会导致建筑混凝土结构变形量过大，进而引起混凝土结构出现质量问题，导致其耐久度降低。在沉降量较小的情况下，可以采取垫层的方式，从而使混凝土结构在发生沉降时，混凝土结构的保护层会承担一部分的外应力，防止混凝土结构因沉降过大导致出现开裂等问题；如果沉降量较大，则需要对地基基础采用加固方法，提升地基的承载能力，使其沉降作用降低，防止混凝土结构出现沉降量过大的问题，从而能够为混凝土结构提供良好的保护。除此之外，部分建筑混凝土结构耐久性设计过程中忽略了降水因素的影响，所采取的防水措施不合格，从而导致因降水因素影响了混凝土结构自身质量以及地基基础质量，因此需要考虑到降水因素，做好防水措施。

3.4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予一定的直流电流，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

结束语

综上所述，本文详细阐述了多种不同提高混凝土结构耐久性的方法，希望能够多我国建筑工程质量提升有所帮助，促进我国城市更好地建设与发展，为社会群众提供良好的居住空间。

参考文献

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