基于耐久性的建筑工程混凝土結構設計分析探討

郭振蕊 鄭兆坤

摘要：此文簡單介紹了結構耐久性的有關概述，詳細分析了影響混凝土耐久性設計的主要因素，并研究了混凝土結構耐久性設計要點，希望能夠給未來的相關研究提供參考。

關鍵詞：建筑工程;混凝土結構設計;耐久性;分析

我國建筑工程的建設規模一般都較大，但是多數建筑在實際使用時并沒有達到有關要求，這樣不僅造成了資源的浪費，而且嚴重時還會威脅居民的人身安全。而混凝土作為構成建筑工程項目的基本結構，其質量在一定程度上影響著整個建筑工程的施工水平。因此，應當做好混凝土結構的設計工作，確保提高混凝土的耐久性和使用安全性。

1 結構耐久性概述

結構耐久性通常是指在自然環境與使用原則以及混凝土原材料等各個情況下混凝土結構維持結構性能的一種能力。還有一種解釋就是在混凝土結構進行設計的過程中，其應用年限抵御外界原因侵蝕破壞的水平。在使用建筑工程混凝土結構中發生老化與碳化以及鋼筋銹蝕等問題發生的幾率較大，如果混凝土結構發生了上面的這些問題就會影響到結構整體的耐久性。這樣一來，就會造成混凝土結構無法滿足設計使用的年限，如此不但給建筑混凝土結構的具體使用者帶來嚴重的經濟損失，而且也會發生巨大的資源浪費情況。

2 混凝土耐久性設計影響因素

2.1 環境影響作用

環境是影響混凝土使用性能的關鍵因素。所以，在進行混凝土結構設計的過程中，應完全考慮建筑物周圍環境的具體情況，避免給混凝土結構帶來影響。混凝土材料較其他材料不同的是：其若長期處于特殊的環境下，內部的結構就會伴隨著時間的增加而出現改變，以此會給整個混凝土結構帶來影響。因此，為了進一步提高混凝土結構的耐久性，延長建筑工程的使用壽命，需結合環境條件，對混凝土結構做出科學設計，確保充分地發揮出混凝土結構的應用優勢。

2.2 混凝土碳化

混凝土的碳化過程主要就是指：混凝土結構中所具有的一些堿性物質和空氣環境中的二氧化碳出現了相應的化學反應，造成混凝土中的有關成分和結構出現改變，減少整個混凝土材料中的堿含量，這樣混凝土結構中的鋼筋就極易發生鈍化，以此也就加劇了混凝土結構的腐蝕效率，影響其使用質量。因此，在具體設計時，應采取相應的保護措施，避免混凝土發生碳化，確保可以提高混凝土結構的抗碳化水平，以便能達到提高耐久性的目的。

2.3 鋼筋銹蝕

混凝土具有較強的堿性，而導致這一性能出現的主要原因為：混凝土結構內含有大量的氫氧化鈣飽和溶液，導致鋼筋表面產生致密的鈍化膜，以此就可以實現對混凝土內部結構的有效保護。但是，一旦混凝土內部結構和空氣中的水分或者二氧化碳結合時，其就會發生相應的中和反應，降低了混凝土結構的堿性，因此也就缺乏了對鋼筋結構的保護，導致鋼筋隨著時間的增長，逐漸出現銹蝕的情況[3]。

2.4 壽命設計

建筑混凝土材料的使用不是一勞永逸的，而是具有一定的壽命。所以，通常在設計混凝土結構的過程中，一般都會進行壽命設計，并將其主要分為：使用壽命、預期使用壽命以及設計使用年限等許多的種類。

3 混凝土結構耐久性設計要點

3.1 明確混凝土結構耐久性設計目標

要想增強混凝土結構的耐久性，就應首先明確混凝土結構耐久性的設計目標，采用合理有效的耐久性設計方法，以便科學的提高建筑混凝土的結構強度，確保能夠延長混凝土的使用壽命。因此，在具體設計時，應選擇合適的混凝土材料，并結合建筑工程周圍的施工環境和使用年限等因素，科學地分配原材料的比例，這樣才能有效地增強混凝土使用的耐久性。倘若混凝土結構具體應用環境的溫度較低，就應根據每年凍融次數來科學地應用引氣劑，這樣才能有效地滿足建筑工程的實際居住需求。隨著使用時間的不斷增加，混凝土結構會受外界環境的影響，而發生相應的化學侵蝕反應，此時就可采用環氧涂層確保提高整個建筑工程的抗腐蝕性能。此外，對于不同的環境，應建立不同的混凝土結構設計方案，合理地選擇混凝土結構的保護層，并設置合理的排水結構，以此來有效地實現對混凝土結構的合理保護。

3.2 重視混凝土碳化預防

混凝土碳化是減少混凝土結構耐久性的常見原因。因此，應采用相應的解決措施，來避免混凝土結構發生碳化，確保提高混凝土結構的使用性能。首先，設計人員在對混凝土結構耐久性進行設計時，可運用“封閉土層”在混凝土結構的表面形成一層致密的保護層，而其余的涂層材料能夠大量融入到混凝土結構的里面，這樣就可以有效地封堵住混凝土結構內部所存在的小縫隙，這樣便能避免混凝土結構里面物質與外界環境發生化學反應。通過采用此種方法，不僅可以降低混凝土發生碳化的概率，而且還能有效地防止混凝土結構在進行凍融的時候造成破壞，以此來有效地提高混凝土結構的耐久性。

3.3 鋼筋銹蝕防護措施

在混凝土結構發生碳化情況或者外界氯離子侵入到混凝土結構內部后，混凝土表面的鈍化膜都會遭到不同程度的破壞，此時就會在混凝土的局部發生銹蝕現象，倘若不對其采取及時的解決措施，就會銹蝕整個混凝土結構。因此，可采用陰極保護法、脫氯以及再堿化等電化學處理技術來做相應的防銹蝕處理，確保能夠提高混凝土結構的抗銹蝕性能。對于電化學處理技術而言，其應用原理主要為：通過外面的陽極導體對混凝土結構中的鋼筋施于一定的直流電流，此時鋼筋結構變成了化學電池中的陽極，進而通過一定的化學反應，能達到防銹蝕的目的。

4 結語

綜上所述，對于有效地提高混凝土結構的使用剛度和強度，增強建筑工程的耐久性以及增加建筑工程的應用年限，保障建筑工程的居住安全性，都具有至關重要的作用。因此，我們應首先認識與了解結構耐久性以及混凝土耐久性設計影響因素，進而從明確混凝土結構耐久性設計目標、注重混凝土碳化預防以及鋼筋銹蝕防護措施三個方面來有效地提高建筑工程混凝土結構的設計質量，確保進一步提高混凝土結構的使用耐久性，保障建筑工程的居住安全性，促進我國建筑行業的穩定發展。

參考文獻：

[1]張旭東.基于性能的鋼筋混凝土建筑結構抗震設計探究[J].民營科技，2018（12）：164.

[2]馬利桃.建筑結構設計中現澆混凝土裂縫的控制對策[J].建材與裝飾，2018（45）：104-105.