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探究建筑工程混凝土结构设计耐久性

王国星
  
安家(建筑与工程)
2022年15期
身份证号 150121198505100717

摘要:在社会经济发展的新时期, 我国建筑行业迅速崛起, 同时也加剧了建筑企业的竞争力, 为了在竞争占据有力的位置, 更好地适应时代化发展的需求, 要加强重视建筑工程混凝土结构的设计, 特别是在我国耐久性建筑逐渐增多的情况下, 建筑工程混凝土结构设计的重要性逐渐地凸显出来, 不仅有利于提高建筑工程结构的稳定性, 而且还可以提高居民居住的安全性。因此, 文章对耐久性的建筑工程混凝土结构设计进行了深入性的分析。

关键词;耐久性,建筑工程,混凝土结构

引言

近年来,建筑工程建设规模越来越大,而混凝土是建筑工程的基础材料,能提升混凝土的耐久性、安全性、可靠性,是确保建筑工程质量的重要基础。从技术层面来看,建筑领域很多项目工程对混凝土结构耐久性提出了更高的要求,而混凝土因为原材料、使用条件、自然环境、施工技术等因素,都会影响混凝土结构的耐久性。因此,加强混凝土结构耐久性设计,提升混凝土结构承载力和安全性就显得尤为重要。

一,耐久性设计要点

1结构构造设计

在建筑工程施工的过程中, 由于到预应力混凝土与普通混凝土材料存在一定的差异性, 所以在设计的过程中, 一定要对设计使用年限、环境的实际情情况进行分析, 根据分析结果对混凝土保护层的厚度进行选择。如果构件的使用环境比较恶劣, 属于锈蚀情况, 对于受力的钢筋来讲, 将直径设置在16.5mm以上。为了更好的提高结构的稳定性, 要采用有效的方法对结构表面进行合理化的设计, 不仅利于进行排水, 还可以对积水进行有效的预防。另外, 还要在室外设置一个构件, 对滴水沟优化设置。构件的应用环境如果具有化学腐蚀的情况, 就需要采用有效的设计方法对混凝土的防腐情况进行及时的处理。

2合理选择耐久性材料

设计之前要对混凝土的材料进行合理化的选择, 选择正确之后在对材料的实际配比进行设计, 所以材料的选择非常关键, 一定要对多种因素进行全面的分析, 例如:建筑设计使用的年限, 环境的实际条件等, 根据分析结果进行选择合适的混凝土材料。混凝土应用的环境如果是属于冻融环境, 要对平均每年的冻融次数进行计算, 将引气剂合理的掺入进去, 在通常情况下, 掺入量要多于水泥的质量。混凝土应用的环境中如果存在氯侵蚀, 一定要对氯离子的含量进行严格的控制, 能够有效保障混凝土的耐久性, 其用量要小于水泥的用量。混凝土应用的环境如果存在化学侵蚀的情况, 所选择的材料要具有一定的抗腐蚀性, 做常用为耐腐蚀合金钢材。

3施工要求

影响建筑工程混凝土结构耐久性的因素有很多, 其中主要包括有:环境因素外, 混凝土质量因素等。因此, 在对建筑工程混凝土结构进行设计的过程中, 一定要对施工的实际要求进行合理化的设置。根据结合工程的实际情况发现, 混凝土耐久性对于抗冻、抗渗等都有着非常高的要求, 所以在开展施工之前, 一定要对抗腐蚀的情况进行深入性的分析, 根据分析结果对混凝土材料进行合理化的配比开展实验。所使用的外加剂材料中会含有氯离子, 对于氯离子来讲其中所包含的水泥含量要在0.02%以下。对于所采用的高效减水剂来讲, 其中包含的物质为硫酸钠, 其剂量要在减水剂20%以下。进行浇筑之前, 要对钢筋所处的位置和保护层垫块的情况进行深入性的检查, 使保护厚度可以在合理的标准之内。另外, 在开展大面积的混凝土浇筑工作时, 最为重要的一个环节就是对施工缝进行合理的设置, 在这个过程中要将水灰比设置在0.45以下, 对混凝土采用有效的方法进行养护, 使混凝土结构的耐久性可以得到显著的提高。在这个过程中需要对混凝土拌合的整个过程中进行合理化的把控。

二,混凝土结构耐久性设计

1防护钢筋锈蚀的设计

影响混凝土结构耐久性的另一个重要因素就是混凝土结构中钢筋结构的锈蚀现象,现阶段常用的防护钢筋锈蚀的方式为使用钢筋锈蚀阻锈剂。钢筋锈蚀阻锈剂从本质上讲是一种化学合成物,将其涂抹在钢筋表面,能够有效地防护钢筋锈蚀。因此,在建筑工程混凝土结构耐久性设计中合理使用阻锈剂,不但能够有效地避免钢筋锈蚀,而且当钢筋出现锈蚀时能够起到一定的缓解作用,即能够降低钢筋锈蚀速率。常用的阻锈剂包括钝化剂、吸附性阻锈剂等。此外,电化学反应也是有效阻止钢筋锈蚀的方法之一,当混凝土结构中钢筋表面的钝化膜等遭到破坏而导致钢筋锈蚀时,开始一般仅发生在混凝土结构的局部区域,可通过电化学反应的方式进行处理,如通过电化学反应的阴极进行脱氯、再碱化过程,进一步起到对钢筋的保护作用。

2明确设计目标

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。(1)明确混凝土结构的强度和预期达到的使用寿命,根据对强度和寿命的要求选择混凝土的基本材料组成。(2)明确混凝土结构的使用环境,包括使用区域的雨水酸碱度、气候变化以及地下水的酸度、碱度、矿化度、盐度等,同时根据调查结果调整混凝土材料、配比等。(3)若混凝土结构的使用环境温度较低,如处于我国高寒冷高海拔地区,则需要结合使用区域的平均年冻融次数合理地增加引气剂,从而有效地提高混凝土结构的耐久性。(4)若混凝土结构的使用环境存在较大的化学侵蚀作用,如雨水p H值较低,且地下水为酸性等,或地下水含有较高的盐度等,需要对混凝土结构中的钢筋结构进行抗腐蚀处理,如采用环氧涂层等。

3抗碳化及碱-集料反应设计

混凝土结构中含有过饱和的氢氧化钙溶液,极易导致混凝土碳化或者发生碱-集料反应。因此,提高混凝土结构的耐久性必须加强抗碳化及碱-集料反应设计。混凝土结构耐久性设计中抗碳化及碱-集料反应设计可从封堵二氧化碳方面着手。二氧化碳是导致混凝土结构耐久性降低的主要原因,也是引发混凝土碳化的主要物质成分,因此可通过封闭涂层的方式在混凝土结构表面形成一层致密的保护层,涂层材料可通过混凝土内部的孔隙等渗透至混凝土结构内部,从而有效地封堵混凝土内部细小裂缝,使空气和水体中的二氧化碳难以进入混凝土结构内部,避免或者减缓混凝土的碳化及碱-集料反应,进而达到耐久性设计的预期目标。此外,利用涂层材料封堵混凝土结构中的细小裂隙及孔隙,有效地降低了混凝土结构孔隙中的水分含量,能够有效地缓解冻融作用对混凝土结构的破坏,提升混凝土结构的耐久性。

三,结构设计要点的总结

在对建筑混凝土结构进行设计的过程中, 一定要做好以下几点:第一、对概念进行设计。在通常情况下, 在实际设计的过程中, 要有专业的设计人员严格按照标准对结构概念进行设计, 唯有这样才可以保证结构具有较强的抗震性能。第二、结构选型。在设计时, 要按照相关要求对结构进行设计, 避免在施工过程中出现异常的情况。对结构进行设计的过程中, 要做到与时俱进, 对混凝土结构构件的设计进行合理化的改进和优化, 以此来更好的提高混凝土结构的耐久性。第三、积极做好结构地基基础的设计。如果建筑工程在沉降量上有着非常严格的要求和标准, 不仅需要对地基进行严格的控制, 还要对基础建设进行合理化的调控, 根据实际情况选择合适的方式进行处理。如果工程沉降量相对来说比较小, 需要利用褥垫作业法进行施工, 并对建筑物的地带位置进行设置, 如果一旦发生沉降, 就要将混凝土保护层的作用充分的发挥出来, 一方面, 可以保障地基的安全性和稳定性;另一方面, 还可以对地基机构进行合理化的保养。

结束语

文章研究表明,影响建筑工程混凝土结构耐久性的因素主要包括自然环境、碳化、碱-集反应、钢筋锈蚀等。采用封闭涂层的方法,能够有效地减少钢筋以及混凝土原料等与二氧化碳的接触,对提高混凝土的抗碳化性能和减缓碱-集反应等意义重大。

参考文献

[1]廖俊君.基于耐久性的建筑工程混凝土结构设计分析[J].四川水泥,2020,No.282(02):72.

[2]万宁康.建筑工程中混凝土结构耐久性的影响因素与控制要点分析[J].江西建材,2017,No.202(01):66+69.

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