基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析

任永卫

摘要：混凝土结构大规模应用在建筑项目中，长期使用过程中会出现严重的耐久性问题。我国每年由于耐久性问题产生了千亿的经济损失，一定程度影响社会安全性，迫切需要科学评估混凝土结构的耐久性。目前在研究混凝土过层中提升耐久性是十分关键的课题。本文通过简单分析对耐久性造成影响的因素，提出了具体的设计措施，从而有效保证结构质量。

关键词：耐久性；建筑项目；混凝土结构设计

混凝土的使用不仅会对建筑物综合质量造成影响，还对建筑物的美观性造成了影响，因此，需要认真考察施工过程中应用不同的混凝土施工工艺，确保高度混凝土的规格与项目建设要求。不同的耐久性影响了项目的安全性，在设计结构中经常发生高度强调设计而忽视耐久性的现象。通过长期影响，严重腐蚀了钢筋结构，使建筑物频繁发生修复问题。所以，迫切需要提升结构设计的耐久性。

一、影响耐久性的主要因素

（一）碳化因素

钙是主要材料成分，其和大气的水、氧化物发生反应，进一步获得氧化钙，此时会减弱其碱度，对联系混凝土的钢筋表面钝化膜有效破坏，一定程度影响了稳定性。但是，这部分影响在短期内无法观察到，其主要由表层持续渗入。此时钢筋属于一种活化的模式，并且大气中存在的一部分物质也会形成干扰，使钢筋发生锈蚀，稳定性严重不足。

（二）冻融因素

缝隙是非常容易发生的问题，水融化是其形成的重要原因。在相对湿润的环境中，结构必将出现缝隙，还会随之产生掉皮问题，若这一情况持续下去必将影响自身的稳定性，从而减弱了持久性[1]。

（三）收缩

在一般状况下，天气与环境会严重影响建筑所需的材料，从而发生改变，直接发生了聚集力或者收缩现象。若在适合的范围内严控这一问题，不会严重影响结构项目的耐久性。但若变形力严重超过结构自身需要承担的力，必将产生缝隙。

（四）有害物质产生的侵蚀

在项目开展操作的过程中，一些因素如成本、材料配置比例和操作工艺都会影响项目建设，导致混凝土结构项目形成大小不一致的孔隙，若出现大量这样的孔隙，必将无法坚强抵抗外部环境造成的侵蚀。

二、耐久性结构科学设计

（一）合理选择材料

根据设计时间、环境因素和耐久性级别等标准，科学配置混凝土以及选择适当的材料，若在冻融环境中使用混凝土，结合冻融平均次数适量掺入引气剂。若环境出现氯侵蚀问题时，严控混凝土中氯离子含量。

（二）设计结构构造

结合预应力混凝土与普通混凝土之间存在的不同，按照设计应用时间和侵蚀环境特点，有效明确混凝土保护层厚度。当构件所在环境发生严重锈蚀问题时，保持受力钢筋最小直径超过16.5mm。结构表面更有利于开始排水，并有效预防积水，将滴水沟在室外构件设置。当构件环境存在严重化学腐蚀现象时，则应对混凝土表面开展有效的防腐处理[2]。

（三）施工具体要求

当耐久性出现特殊要求抗冻、抗渗和耐磨等时，开展操作之前必须结合抗腐蚀级别，准确配比混凝土，选择最佳配置比例。加入混凝土的外加剂的氯离子含量应严控，必须低于水泥含量；在高效减水剂中，硫酸钠含量明显低于减水剂干重；在浇筑混凝土之前，全面检查钢筋所在部位、保护层垫块尺寸，对保护层厚度有效保证。在对面积较大的混凝土进行浇筑时，应科学明确操作缝部位，防止发生冷缝，严禁采取抹面洒水手段，尽可能增加暴露的工作面积。在养护混凝土的过程中，避免较早拆除支撑。在冬季掺盐操作时，对氯化物含量严格掌控。

（四）对结构使用提出合理化要求

认真确定使用结构构件的界限，由于构件在不同环境中暴露，形成了不同的耐久时间，通常情况下，阳台、屋面等在结构中的使用时间明显短于柱和梁；在桥梁结构中，与桥墩与梁比较，伸缩缝、防水层等更加容易受到损害，明显缩短了维修与更换时间。

三、提高耐久性的主要手段

（一）提升地基基础设计

若项目出现一定程度的沉降量要求，则在设计地基基础方面，可以选择不同的处理方法。若项目产生比较小的沉降量，可以采取褥垫操作方法实施处置，在地下室与持力层的建筑区域，在发生沉降的操作中，混凝土的保护层必将需要承受一定的附加外应力，这一方面有效避免地下室底板由于外力作用而发生开裂现象，对沉降问题有效预防。同时还可以科学保护地基。如此徹底解决了保养地基结构问题。若建筑项目存在地下室，随着季节发生的改变也会导致地下水出现变化，这一变化也是对底板基础耐久性造成影响的主要因素。若处在降水期，相应快速提升地下水位。则迫切需要设计地方防水。针对普通的地下室项目，由于柱下形成了十分复杂的承台形式，相应也会产生比较复杂的基槽地膜形状，这种外部轮廓十分复杂的建筑，不仅增加了设计难度，还提高了项目造价成本。在具体操作中，需要大量的设计人员，在设计初期，仅是对建筑所在地区科学考虑，却没有考虑降水问题，所以直接造成底板设计中防水效果不佳，同时也缺乏合理性，如此影响建筑地基的耐久性，所以在今后应用中存在很多问题。相应室外地坪之下结构，科学设计外部轮廓，尽可能保持简洁性，如此便于开展防水操作，同时也产生了较好的防水结构，从而有效保证耐久性[3]。

（二）加强施工管理

在具体施工中，可以充分养护和振捣混凝土，如此可以提升混凝土表面的密实度，并且对混凝土的渗透性有效降低，一部分人认为把控施工质量就可以，实际上，仅仅是完成了一半工作，后期养护项目才是另一半，可以发现养护与施工发挥了至关重要的意义，若无法有效养护，则会较大程度影响混凝土碳化合抗腐蚀性能，需要注意的是，随着逐步增加的灰比增强了养护混凝土的敏感性，相应也会由于减少水泥用量而不断增大，所以需要严格监管施工流程，保证施工材料的科学性。

四、结束语

综合分析，在建筑行业健康发展过程中，科学提升耐久性已经成为建筑项目应用混凝土施工的关键问题。由于耐久性对项目施工质量与应用时间造成了一定的影响，若无法联系真实情况应用混凝土，必将出现施工问题。

参考文献：

[1]高杨.高性能混凝土的性能及其原材料的选用[J].工程技术（文摘版），2015（33）：229.

[2]戴永祥.新型混凝土材料在建筑工程中的应用分析[J].山西建筑，2014（18）：126-127.

[3]王胜年，黄君哲.华南海港码头腐蚀情况的调查与结构耐久性分析[J].水运工程，2015（6）：56-57.

（作者单位：安徽省城建设计研究总院股份有限公司）