設計工作中如何提高混凝土的耐久性

郭淑軍

摘 要：在結構設計中，設計人員通常注意混凝土的結構強度，而忽略了混凝土兩大基本性能之一的電鍍車間等，設計人員必須掌握其在生產過程中侵蝕介質特點的全部知識，及時干預工藝及工藝耐久性。而從大量的文獻資料及最新的統計資料顯示，國內外都出現了相當多的混凝土結構物沒有達到預期的的限，受環境作用而過早地破壞的實例，隨著建筑工業迅猛發展，大坍落度混凝土拌和物的大量生產和應用，這種大坍落度混凝土強度能符合要求，但從鋼筋保護的混凝土耐久性方面則不滿意。

關鍵詞：混凝土；設計

筆者認為除了混凝土研究領域的技術人員應關注混凝土耐久性問題外，設計工作者也應在設計工作的同時考慮鋼筋混凝土的強度和耐久性兩大基本性能。

過程的設計，降低介質對混凝土結構的侵蝕程度。在全面了解情況的基礎上，設計人員可會同生產單位共同研究有效措施，從而減少有害氯體、蒸汽和空氣在車間大氣中的逸散，減少工藝溶液觸及結構，并采取措施盡量保證設備、機械及管道的充分密閉，保證局部排氣和公用送風排氣機的有效體制。

總之，設計人員的首要任務是全面了解建筑物工作條件，正確評定和力圖減少建筑物可能遭受的侵蝕，這是積極而有效的辦法。

1 在設計中提高混凝土耐久性的基本途徑

混凝土耐久性從廣義上說包括：大氣對混凝土的腐蝕作用（干濕、溫度、凍融及碳化作用）、滲透水對混凝土的作用、堿活性骨料反應的作用、環境水侵蝕及磨損作用等。因此，設計人員在提高混凝土耐久性方面應掌握以下幾個基本途徑：

詳細了解掌握所設計的結構的基礎資料。設計人員接到設計任務書后，首先對所設計的建筑的各種基礎資料作詳細了解，并對場地進行踏勘，著重了解介質對混凝土的侵蝕作用。然后根據這些條件和設計上對建筑物要求的使用年限、結構特點來確定混凝土的強度等級。同時，設計人員還應充分注意所設計的房屋建筑的用途或周圍建筑物有否產生對混凝土耐久性有影響的介質。例如所設計的是化工廠或使用化工材料的。

對侵蝕介質要進行詳盡了解和分析，根據侵蝕程度采取有效的防護措施。首先要估計介質對鋼筋混凝土結構的侵蝕程度，以便選擇合適的防護措施。例如，對于混凝凝土地下結構而言，要了解其土質和地下水對混凝土有否侵蝕性，則需對土質和地下水進行化學分析和試驗，設計人員先要作出科學的判斷，分析各種可能情況，以便使試驗工作量最少、效果最好。

在詳細掌握情況的基礎上，設計人員可以提出必要的、合理的試驗分析任務，以便進一步了解介質鋼筋混凝土的侵蝕程度。了解地下水或土質中侵蝕介質以后，設計上可以采取有效防護措施。例如：對天然涌出的地下水若有侵蝕時，可采取切斷水道進口，并用石灰質材料進行回填，以利中和酸度，混凝土耐久性可以得到加強。如果侵蝕較大，設計上不可外加一層混凝土作為犧牲層。

2 在設計中提高混凝土耐久性的技術措施

2.1 選用合適的混凝土強度等級及其它指標

提高混凝土耐久性，選用高質量不滲透的混凝土強度等級是有效方法之一，對水工結構以及有抗滲性要求的結構的設計，除滿足強度外，還應提出混凝土抗滲等級要求（或抗凍指標）。

若混凝土有抗磨要求，在設計時應具體提出，向施工單位交底時要注意施工配合比等一些注意事項。

2.2 選擇最最合適的耐久性較好的結構類型和構件尺寸

若要混凝土具有良好的耐久性的結構形式，在設計時主要原則是縮小結構表面積。如在潮濕車間的樓板、水上碼頭的上部建筑以及類似結構，無梁結構比肋形結構有明顯的優越性，因為肋形結構中通風條件差，而使其成為侵蝕性的蒸汽積聚的區間，橋梁結構中所用的箱形截面的梁內應有通風設施。

2.3 鋼筋混凝土結構設計時應合理選用混凝土的保護層

混凝土的保護層厚度一般主要是從結構上考慮，以保證鋼筋與混凝土可靠地共同工作。但對結構有侵蝕作用時，還必須增加保護層厚度。

首先，用于混凝土的原材料不應含有對混凝土耐久性有損害的材料，如沿海地區使用未經淡化的海砂，貨料中含有活性氧化硅，混凝土摻合料中含有游離的CaO和MgO，鋼筋已銹蝕而未經處理等。

其次，在施工中應采取一定的技術措施。如后張法預應力，鋼筋的孔道要求干燥張拉后盡快灌漿，混凝土澆搗過程中，不宜摻入CacL2等含cL離子的速凝劑。同時要注意提高混凝土施工質量。

2.4 防止設計上的兩項錯誤認識，提高混凝土的耐久性

防止加大鋼筋“銹蝕”面積。防止簡單提高混凝土強度等級來考慮混凝土的耐久性。

盡管強度與耐久性有著密切的聯系，但是我們知道在侵蝕介質中要使混凝土結構不發生損壞，除強度指標外，還同其它指標有關，如混凝土原材料質量、施工方法、養護等。并且最新資料顯示，大流動性的高強度等級的混凝土出現了混凝土強度越高，其耐久性反而有下降的情況。因此設計時不能簡單提高混凝土標號。

3 結語

3.1 鋼筋混凝土結構設計時應合理選用混凝土的保護層

混凝土的保護層厚度一般主要是從結構上考慮，以保證鋼筋與混凝土可靠地共同工作。但對結構有侵蝕作用時，還必須增加保護層厚度。從結構設計角度看，保護層厚度顯著增加顯然是不合理，這將使結構過重并增加裂縫的開展。根據混凝土理論，提高混凝土密實度是一項有效措施。

3.2 根據工程設計要求，向施工方提供特殊注意事項，保證施工質量

混凝土結構耐久性最終可靠程度主要決定于實際完成的結構與設計要求符合程度。根據工程設計要求，對于在施工時就應注意的特殊事宜，設計人員必須向施工單位技術交底。資料顯示，大流動性的高強度等級的混凝土出現了混凝土強度越高，其耐久性反而下降的情況。因此設計時不能簡單提高混凝土標號。

為了保證建筑物達到合理使用年限，在混凝土結構設計中，設計人員應同時考慮混凝土強度及耐久性。綜上所述的提高混凝土耐久性的一些基本途徑和技術措施，希望能被設計同行借鑒和重視。

參考文獻

[1]混凝土和鋼筋混凝土的腐蝕及其防護方法.北京：化學工業出片社，1998.

[2]混凝土性能.北京：中國建筑工業出版社，1983.

[3]高強與高性能混凝土（續）[J]建筑技術，1997.