设计工作中如何提高混凝土的耐久性

郭淑军

摘 要：在结构设计中，设计人员通常注意混凝土的结构强度，而忽略了混凝土两大基本性能之一的电镀车间等，设计人员必须掌握其在生产过程中侵蚀介质特点的全部知识，及时干预工艺及工艺耐久性。而从大量的文献资料及最新的统计资料显示，国内外都出现了相当多的混凝土结构物没有达到预期的的限，受环境作用而过早地破坏的实例，随着建筑工业迅猛发展，大坍落度混凝土拌和物的大量生产和应用，这种大坍落度混凝土强度能符合要求，但从钢筋保护的混凝土耐久性方面则不满意。

关键词：混凝土；设计

笔者认为除了混凝土研究领域的技术人员应关注混凝土耐久性问题外，设计工作者也应在设计工作的同时考虑钢筋混凝土的强度和耐久性两大基本性能。

过程的设计，降低介质对混凝土结构的侵蚀程度。在全面了解情况的基础上，设计人员可会同生产单位共同研究有效措施，从而减少有害氯体、蒸汽和空气在车间大气中的逸散，减少工艺溶液触及结构，并采取措施尽量保证设备、机械及管道的充分密闭，保证局部排气和公用送风排气机的有效体制。

总之，设计人员的首要任务是全面了解建筑物工作条件，正确评定和力图减少建筑物可能遭受的侵蚀，这是积极而有效的办法。

1 在设计中提高混凝土耐久性的基本途径

混凝土耐久性从广义上说包括：大气对混凝土的腐蚀作用（干湿、温度、冻融及碳化作用）、渗透水对混凝土的作用、碱活性骨料反应的作用、环境水侵蚀及磨损作用等。因此，设计人员在提高混凝土耐久性方面应掌握以下几个基本途径：

详细了解掌握所设计的结构的基础资料。设计人员接到设计任务书后，首先对所设计的建筑的各种基础资料作详细了解，并对场地进行踏勘，着重了解介质对混凝土的侵蚀作用。然后根据这些条件和设计上对建筑物要求的使用年限、结构特点来确定混凝土的强度等级。同时，设计人员还应充分注意所设计的房屋建筑的用途或周围建筑物有否产生对混凝土耐久性有影响的介质。例如所设计的是化工厂或使用化工材料的。

对侵蚀介质要进行详尽了解和分析，根据侵蚀程度采取有效的防护措施。首先要估计介质对钢筋混凝土结构的侵蚀程度，以便选择合适的防护措施。例如，对于混凝凝土地下结构而言，要了解其土质和地下水对混凝土有否侵蚀性，则需对土质和地下水进行化学分析和试验，设计人员先要作出科学的判断，分析各种可能情况，以便使试验工作量最少、效果最好。

在详细掌握情况的基础上，设计人员可以提出必要的、合理的试验分析任务，以便进一步了解介质钢筋混凝土的侵蚀程度。了解地下水或土质中侵蚀介质以后，设计上可以采取有效防护措施。例如：对天然涌出的地下水若有侵蚀时，可采取切断水道进口，并用石灰质材料进行回填，以利中和酸度，混凝土耐久性可以得到加强。如果侵蚀较大，设计上不可外加一层混凝土作为牺牲层。

2 在设计中提高混凝土耐久性的技术措施

2.1 选用合适的混凝土强度等级及其它指标

提高混凝土耐久性，选用高质量不渗透的混凝土强度等级是有效方法之一，对水工结构以及有抗渗性要求的结构的设计，除满足强度外，还应提出混凝土抗渗等级要求（或抗冻指标）。

若混凝土有抗磨要求，在设计时应具体提出，向施工单位交底时要注意施工配合比等一些注意事项。

2.2 选择最最合适的耐久性较好的结构类型和构件尺寸

若要混凝土具有良好的耐久性的结构形式，在设计时主要原则是缩小结构表面积。如在潮湿车间的楼板、水上码头的上部建筑以及类似结构，无梁结构比肋形结构有明显的优越性，因为肋形结构中通风条件差，而使其成为侵蚀性的蒸汽积聚的区间，桥梁结构中所用的箱形截面的梁内应有通风设施。

2.3 钢筋混凝土结构设计时应合理选用混凝土的保护层

混凝土的保护层厚度一般主要是从结构上考虑，以保证钢筋与混凝土可靠地共同工作。但对结构有侵蚀作用时，还必须增加保护层厚度。

首先，用于混凝土的原材料不应含有对混凝土耐久性有损害的材料，如沿海地区使用未经淡化的海砂，货料中含有活性氧化硅，混凝土掺合料中含有游离的CaO和MgO，钢筋已锈蚀而未经处理等。

其次，在施工中应采取一定的技术措施。如后张法预应力，钢筋的孔道要求干燥张拉后尽快灌浆，混凝土浇捣过程中，不宜掺入CacL2等含cL离子的速凝剂。同时要注意提高混凝土施工质量。

2.4 防止设计上的两项错误认识，提高混凝土的耐久性

防止加大钢筋“锈蚀”面积。防止简单提高混凝土强度等级来考虑混凝土的耐久性。

尽管强度与耐久性有着密切的联系，但是我们知道在侵蚀介质中要使混凝土结构不发生损坏，除强度指标外，还同其它指标有关，如混凝土原材料质量、施工方法、养护等。并且最新资料显示，大流动性的高强度等级的混凝土出现了混凝土强度越高，其耐久性反而有下降的情况。因此设计时不能简单提高混凝土标号。

3 结语

3.1 钢筋混凝土结构设计时应合理选用混凝土的保护层

混凝土的保护层厚度一般主要是从结构上考虑，以保证钢筋与混凝土可靠地共同工作。但对结构有侵蚀作用时，还必须增加保护层厚度。从结构设计角度看，保护层厚度显著增加显然是不合理，这将使结构过重并增加裂缝的开展。根据混凝土理论，提高混凝土密实度是一项有效措施。

3.2 根据工程设计要求，向施工方提供特殊注意事项，保证施工质量

混凝土结构耐久性最终可靠程度主要决定于实际完成的结构与设计要求符合程度。根据工程设计要求，对于在施工时就应注意的特殊事宜，设计人员必须向施工单位技术交底。资料显示，大流动性的高强度等级的混凝土出现了混凝土强度越高，其耐久性反而下降的情况。因此设计时不能简单提高混凝土标号。

为了保证建筑物达到合理使用年限，在混凝土结构设计中，设计人员应同时考虑混凝土强度及耐久性。综上所述的提高混凝土耐久性的一些基本途径和技术措施，希望能被设计同行借鉴和重视。

参考文献

[1]混凝土和钢筋混凝土的腐蚀及其防护方法.北京：化学工业出片社，1998.

[2]混凝土性能.北京：中国建筑工业出版社，1983.

[3]高强与高性能混凝土（续）[J]建筑技术，1997.