【摘要】混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)是提高混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的關(guān)鍵，是保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵，無論是民用建筑、道路工程還是橋梁港口建設(shè)等都離不開鋼筋混凝土，而鋼筋混凝土作為一種具備極強(qiáng)耐久性能的建筑材料，在長(zhǎng)期的使用過程中以及自然環(huán)境的侵蝕下，其耐久性會(huì)逐漸降低甚至喪失，為使建筑物或構(gòu)筑物功能得以更好發(fā)揮，并確保其安全和穩(wěn)定，加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)十分必要。本文從影響建筑耐久性的因素出發(fā)，并提出了相應(yīng)的解決措施，希望能為以后的工作起到實(shí)際的參考作用。
【關(guān)鍵詞】 鋼筋混凝土；耐久性設(shè)計(jì)
1、混凝土結(jié)構(gòu)全壽命分析的重要性
第一，根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定，設(shè)計(jì)單位和個(gè)人對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)行“質(zhì)量終身負(fù)責(zé)制對(duì)建筑質(zhì)量負(fù)終身責(zé)任，同時(shí)規(guī)定設(shè)計(jì)文件中應(yīng)明確規(guī)定工程的合理使用年限，這實(shí)際上就是對(duì)建筑工程的耐久性提出明確要求。以往待工程驗(yàn)收后，設(shè)計(jì)、工程承包方和監(jiān)理就算基本完成任務(wù)。一般不再承擔(dān)使用期間環(huán)境破壞、修復(fù)重建等相關(guān)義務(wù)和責(zé)任。這就造成了大量工程因耐久性不足引起的由國(guó)家承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)損失。
第二，混凝土是工程中用量最多的建筑材料，也是最主要的結(jié)構(gòu)材料，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已成為世界上應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。
第三，我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中的大國(guó)，正在從事著為世界所矚目的大規(guī)模基本建設(shè)，而我國(guó)的財(cái)力有限、能源短缺、資源并不豐富，因此戰(zhàn)略上要高瞻遠(yuǎn)矚，有效地利用資金，節(jié)約能源，因此加強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究，對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命具有重大意義。
2、影響耐久性設(shè)計(jì)因素分析
2.1環(huán)境因素
混凝土結(jié)構(gòu)的使用時(shí)間和混凝土所在的環(huán)境非常密切，根據(jù)不同級(jí)別的建筑物來進(jìn)行耐久性的設(shè)計(jì)工作，在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中要非常關(guān)注混凝土結(jié)構(gòu)所在的環(huán)境。在特定的環(huán)境中，使用結(jié)構(gòu)的的材料隨著時(shí)間的變化而發(fā)生變化，會(huì)縮短使用壽命。只有在不良的環(huán)境下進(jìn)行結(jié)構(gòu)的技術(shù)手段，才可以更好地保證設(shè)計(jì)的使用時(shí)長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)。所以，為了更好地進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)工作，要根據(jù)整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)所在的環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.2部分混凝土碳化
所謂的混凝土碳化是指水泥中的堿性物質(zhì)和空氣中的二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)，使得混凝土的成分、組織及性能發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土機(jī)能下降的一個(gè)過程。在出現(xiàn)了碳化的情況后之后，會(huì)使得混凝土堿性降低，并且還會(huì)導(dǎo)致鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞，使得水泥不能夠有效的保護(hù)鋼筋，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕的加快。所以對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)而言，混凝土的抗碳化能力是衡量其結(jié)構(gòu)耐久性的一個(gè)重要指標(biāo)，如果混凝土的抗碳化能力強(qiáng)，那么其結(jié)構(gòu)耐久性就好；相反則混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性容易受到碳化的影響。
2.3氯離子的侵蝕
氯離子對(duì)混凝土的侵蝕是氯離子從外界環(huán)境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯離子的主要來源，北方寒冷的冬季向道路、橋面撒鹽化雪除冰都有可能使氯離子滲入混凝土中。氯離子對(duì)混凝土的侵蝕屬于化學(xué)侵蝕，對(duì)結(jié)構(gòu)的危害是多方面的，但最終表現(xiàn)為鋼筋的銹蝕。
3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)內(nèi)容
3.1材料的選擇
根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境，預(yù)計(jì)使用年限以及耐久性等級(jí)等方面的要求來選擇鋼筋混凝土材料以及水灰配合比和水泥用量；針對(duì)冷凍環(huán)境下的鋼筋混凝土要摻入一定量的引氣劑；在氯離子侵蝕的環(huán)境下要保證鋼筋混凝土原材料中的氯離子不超過水泥用量的1%；在出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境中，針對(duì)主要受力的結(jié)構(gòu)部分可采用環(huán)氧土層的鋼筋材料或者具有抗腐蝕性的合金鋼材。
3.2注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化
普通混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土是根據(jù)不同侵蝕環(huán)境條件和使用年限不同選擇不同混凝土保護(hù)層，厚度至少在二十毫米至七十毫米之間。在一些遭受嚴(yán)重侵蝕的環(huán)境下要控制受力鋼筋直徑，至少十六毫米。結(jié)構(gòu)構(gòu)造的表面條件，要簡(jiǎn)潔利用排水，室外構(gòu)件要設(shè)置滴水溝，處理好結(jié)構(gòu)接縫，例如橋梁的蓋梁和橋墩的接觸部位、海岸浪濺去的墩臺(tái)部位的結(jié)構(gòu)等。為了防止建筑屋面面層與混凝土頂板之間保溫層積水，要設(shè)置防水層，如果結(jié)構(gòu)周圍有嚴(yán)重的化學(xué)侵蝕，那么要做好混凝土表面的防侵蝕涂層。
3.3加強(qiáng)構(gòu)造筋的配置
混凝土結(jié)構(gòu)的任何損傷與破壞，一般都是首先在混凝土中出現(xiàn)裂縫，裂縫是反應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)病害的晴雨表。反過來，裂縫的存在會(huì)增加混凝土滲透性，提供了使侵蝕破壞作用逐步升級(jí)，混凝土耐久性不斷下降的渠道。當(dāng)混凝土開裂后，侵蝕速度加大加快，形成導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的進(jìn)一步退化的惡性循環(huán)。因此，防止和控制混凝土裂縫，對(duì)提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是十分重要的?？刂苹炷恋牧芽p，除按規(guī)范要求，控制正常使用極限狀態(tài)的工作裂縫以外，更重要的是要采取構(gòu)造措施，控制混凝土施工及使用過程大量出現(xiàn)的非工作裂縫。2004年頒布的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》突出強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)水平防縮鋼筋和箍筋在控制裂縫中的作用，提高了水平防收縮鋼筋的配筋率和箍筋間距的限制。
3.4加強(qiáng)后期的養(yǎng)護(hù)
工作人員需要根據(jù)有關(guān)的質(zhì)量規(guī)定，就比方進(jìn)行拌制混凝土的同時(shí)，要進(jìn)行施工工藝的選擇，包括對(duì)裹砂法以及裹砂石法的選擇，為了更好地保證混凝土拌合材料的容易拌合、整體材料的強(qiáng)度以及保存水的能力的提高，同時(shí)，施工人員還要根據(jù)施工為了達(dá)到的目的、施工的環(huán)境、水泥的品種、混凝土的性質(zhì)等等來更好地建立有效合適的結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。使用混凝土結(jié)構(gòu)的時(shí)候，要非常清晰的知道結(jié)構(gòu)的重要位置以及維護(hù)檢測(cè)的時(shí)間周期。建立健全混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)體制，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，做好及時(shí)進(jìn)行維修，保證混凝土結(jié)構(gòu)的安全使用。
結(jié)語(yǔ)：
總之，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為一種重要的結(jié)構(gòu)形式在工業(yè)與民用建筑建筑、道路和橋梁工程、港口與水利工程，必須高度重視其耐久性設(shè)計(jì)。因此，作為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，作為設(shè)計(jì)者要不斷的去完善設(shè)計(jì)、提升設(shè)計(jì)、為建筑工程不斷發(fā)展做出努力。
