建筑工程混凝土的耐久性能分析及其結(jié)構(gòu)設(shè)計

范鳴

（哈爾濱大東集團股份有限公司，黑龍江 哈爾濱 150036）

一、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素分析

（一）混凝土水灰比

影響混凝土抗凍性有混凝土水飽和程度、內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)、強度以及受凍齡期等因素，其中影響最大的因素是內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)。混凝土孔結(jié)構(gòu)由混凝土水灰比、養(yǎng)護方法、外加劑等確定。水灰比對混凝土孔結(jié)構(gòu)、孔隙率有直接影響。當(dāng)水灰比增加時，平均孔徑、飽和水開孔總體積也會相應(yīng)地增加，這樣在凍融的過程中，產(chǎn)生的滲透壓力、凍脹壓力就會增大，降低了混凝土抗凍性能。

（二）混凝土的受凍齡期

伴隨著混凝土材料的齡期增長，混凝土抗凍性也會有所增長。因為齡期的延長，水泥水化反應(yīng)也會更加充分，其強度會有所提升，還能夠使其具備較強的抵抗膨脹性能，特別是早期受凍混凝土結(jié)構(gòu)上有著非常明顯的反應(yīng)。

（三）混凝土中的水泥品種

表1為水泥品種對混凝土抗凍性的影響，混凝土抗凍性也會受水泥品種及其活性的影響，主要是因為熟料部分的硬化速度的變化及相對體積的不同。隨水泥活性的增加，混凝土抗凍性隨之提高。就抗凍性而言，普通硅酸鹽水泥混凝土〉混合水泥混凝土〉火山灰水泥混凝土。

表1

二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計研究

（一）現(xiàn)有規(guī)范的有關(guān)規(guī)定

按照目前我國所頒布實施的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中，將混凝土應(yīng)用環(huán)境分成5類，即為①類室內(nèi)正常環(huán)境、②類室內(nèi)潮濕的環(huán)境和寒冷及嚴寒地區(qū)的露天環(huán)境、③類濱海室外環(huán)境、④類海水環(huán)境、⑤類人為侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境。在預(yù)期環(huán)境下使用，而且沒有人為與自然環(huán)境的化學(xué)影響，混凝土結(jié)構(gòu)性能可以達到使用的要求。

（二）耐久性材料的選擇

根據(jù)使用設(shè)計年限、環(huán)境條件、耐久性等級要求，對混凝土配合比及原材料進行選擇，若混凝土用于凍融環(huán)境，引氣劑根據(jù)年平均凍融次數(shù)進行摻入，取值范圍為水泥質(zhì)量的4.4%～7.2%。如果建筑所處環(huán)境中存在氯侵蝕的影響，要嚴格控制混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氯離子，保證其含量不能超過水泥含量的0.1%。如果混凝土結(jié)構(gòu)中容易受到化學(xué)侵蝕的影響，需要選擇使用耐腐蝕的合金鋼材，或者在表層涂刷一層耐腐蝕涂層，保證其耐久性達到要求,同時材料選擇時，需要對混凝土的強度等級進行分析，具體參考表2。

表2

（三）結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計

根據(jù)工程的實際施工需要，考慮到預(yù)應(yīng)力混凝土、普通混凝土材料的性能區(qū)別，再通過分析設(shè)計年限與侵蝕環(huán)境的影響，明確最佳的混凝土結(jié)構(gòu)厚度。如果結(jié)構(gòu)部件處在銹蝕非常嚴重的空間中，受力鋼筋最小直徑≥16.5mm。要設(shè)計出結(jié)構(gòu)表面方便排水的結(jié)構(gòu)，避免該位置出現(xiàn)積水的問題，而室內(nèi)空間中應(yīng)該布置滴水溝。如果建筑結(jié)構(gòu)部件存在嚴重的化學(xué)腐蝕的問題，可以在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂刷防腐層，以提高其耐久性。

三、結(jié)語

總之，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性實質(zhì)上是混凝土抵抗各種環(huán)境因素劣化作用的能力。在建筑工程的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需加強耐久性的分析，結(jié)合工程的實際情況，選擇最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從而可以提升結(jié)構(gòu)性能，滿足建筑工程正常使用的需要。