基于建筑表面保护技术的混凝土结构设计问题

刘建立郭承孜

（1.驻马店诚达置业有限公司，河南 驻马店 463000 2.驻马店职业技术学院建筑工程系，河南 驻马店 463000）

基于建筑表面保护技术的混凝土结构设计问题

刘建立1郭承孜2

（1.驻马店诚达置业有限公司，河南 驻马店 463000 2.驻马店职业技术学院建筑工程系，河南 驻马店 463000）

随着我国经济社会的飞速发展，对建筑外观和使用的需求标准也随之提升。本文简单阐明了目前我国建筑表面保护设计的基本状况，且分析了对混凝土为主制作的结构维持特定状态的持续时间造成影响的因素，列举了改善我国建筑表面保护技术的混凝土结构设计的方案以供借鉴。

建筑表面 保护技术 混凝土 结构设计

0 .前言

建筑表面保护技术的好坏主要由混凝土结构的设计是否科学合理来决定，钢筋混凝土保护层的质量优劣取决钢筋混凝土结构设计的耐用效果。在对钢筋混凝土进行施工时，许多建筑单位对建筑表面保护技术措施的要求过于松懈，通常状况下表面保护层的厚度不足，在浇注后很难发觉，对施工出现差错的补救方式相对匮乏，所以建筑表面保护技术的好坏完全取决于混凝土结构的设计。

1. 基于建筑表层保护技术的混凝土结构设计概况

建筑表面的保护处理中混凝土结构设计十分重要，钢筋混凝土结构的合理设计，能在很大程度上提升表面保护处理的效果。对于混凝土结构的设计中，影响结构使用年限取决于结构设计、材料选择和外部因素侵蚀等。由于将钢筋与富含碱性物质的混凝土充分混合，能够防止钢筋与空气和水分接触，如此一来，钢筋受到腐蚀的可能性就会很大程度的下降。所以，混凝土结构设计的保护层越厚，内部的密实度越好，建筑物的使用寿命就越长。但是，在我国工程建设实施阶段的生产活动过程中，同样的使用年限规定，对混凝土结构的设计主要针对梁和板上的纵向受力钢筋，运用保护层为30cm左右的厚度，而对美国的施工过程来说，其不论是在梁、柱、板都运用纵向受力钢筋和钢筋混凝土构件内考虑各种难以计量的因素而设置的钢筋。针对钢筋保护设计都运用最少50cm左右的厚度。对比来看，同样的建筑设计，在设计标准方面存在很大差距。因此，我国当前建筑表面保护技术的混凝土结构设计和建筑物的使用寿命依然存在很大的发展空间。

2. 基于建筑表面保护工程中对混凝土结构持久造成影响的因素

基于建筑表面保护工程中对混凝土结构持久造成影响的因素有很多，主要可分别为：混凝土自身在外力作用下抵抗破坏的能力，渗透作用以及混凝土上面那层小部分垫层厚度的设计是否科学合理等因素；随着环境条件温湿度的改变对混凝土的使用年限造成不同程度的影响。许多情况下，由于混凝土结构设计不科学，在施工时无法与设计理念达成一致，导致施工不良或维修不合理。将着重从以下几方面对影响混凝土结构设计的因素进行研究。

2.1 恶劣环境导致混凝土强度下降

建筑物所处的环境条件各异，在比较恶劣的环境条件下，建筑物因日晒雨淋而受到侵蚀的情况更加严重。尤其是针对部分水工程来说，多数工程都建造在风力较强的位置，混凝土结构长期遭受风化侵蚀的影响，其在外力作用下抵抗破坏的能力就会很大程度的降低，在一段时间后，其他的构件就不能达到要求的强度标准。

2.2 混凝土的碱性与骨料互相作用

混凝土中的高碱性在避免钢筋遭到氧化的同时，很容易导致碱与混凝土中起骨架或填充作用的粒状松散材料相互作用，在混凝土中含有水泥、外加剂等可溶碱性溶液和骨料中一部分成分互相作用，使界面产生可吸取水分的冻胶或晶体，随后缓慢的导致混凝土体积持续增大，甚至最终将混凝土撑破。

2.3 混凝土遭到渗入侵蚀

混凝土结构常常会遭到渗入侵蚀，导致混凝土的使用寿命降低。在渗透压力的影响下，混凝土会受到侵蚀，产生通道或裂痕。由于外部环境的多种原因，混凝土无法确保其不遭到影响和损害。

2.4 寒冷条件下混凝土易遭到冻融

寒冷环境下混凝土在水化作用下变硬会导致其内部出现许多间隙，许多非结合水就滞留在间隙之内，在低温条件下，间隙内的非结合水就会逐渐变为冰，体积持续增大最后导致混凝土内部结构遭到损害，内部结构遭到的损害累积到一定程度后就会导致整个建筑受到破坏。混凝土内部结构的破坏使混凝土在外力作用下抵抗破坏的能力下降的同时会导致混凝土逐渐成片的脱落。此类状况对我国北方建筑物造成很严重的破坏，必须针对目前的情况制定应对方案。

2.5 遭到水体质量的侵蚀

混凝土中经常性或周期性地受水作用的建筑物所用的并能保证建筑物在上述条件下长期正常使用的混凝土结构与水体质量的接触相对较大，在水体质量遭到污染状况下，水工混凝土与水的接触会更多，在水中含有高浓度的酸性物质时对混凝土的腐蚀更加严重。所以，水体质量的好坏很容易对建筑物造成不同程度损害。

2.6 建筑处在水流快速区域遭到侵蚀和冲击

当建筑处在水流较快的区域，其混凝土结构强度也会很大程度的下降，由于水流快速会导致混凝土结构和建筑构件在水中掺杂砂石的状况下遭受到冲击和侵蚀，时间稍久就会使混凝土结构的表面粗糙，使其表面出现真空，导致气蚀，最终混凝土会逐渐剥落。

2.7 本身的焦化过程和钢筋的锈蚀

钢筋遭到锈蚀的程度决定混凝土结构设计的耐久性。如前文所言，钢筋混凝土里含有提供电子的能力或接受质子的能力的物质，即碱性物质，可以有效的使钢筋表层产生一层钝化膜，防止钢筋遭到腐蚀，同时，混凝土保护层的焦化等带有腐蚀性质的物质元素也会对钢筋产生影响，空气中的碳酸气与酸性物质进入混凝土内部与其中的溶液介质相互作用，钢筋外表面的钝化膜也会随之剥落。当钢筋外表面的钝化膜被破坏之后，钢筋受到腐蚀的程度就会持续增强，最终致使混凝土的总体构件受到损害。

2.8 受到综合因素影响出现裂隙

在进行混凝土结构的设计时，其材料最大均匀塑性变形的抗力较低，当处在使结构产生内力和变形的外力的情况下，一些弯矩和剪力共同作用而轴力忽略不计的构件会处在裂缝的情况下，另外，湿度的改变情况会使混凝土的裂隙更加严重，假如在维护的时候未采用正确的操作方式，混凝土在抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力就会受到很大影响。

3. 加强混凝土结构设计，提升对建筑表面的保护强度

混凝土结构是建筑工程的基本，混凝土结构的优劣决定建筑工程的总体质量，对建筑工程的使用年限具有巨大影响，混凝土的损坏绝大多数因素是因为建筑表面出现了缝隙，渐渐延伸到建筑内部，所以，必须加强混凝土的结构设计，提升建筑的表面保护，促进建筑表面结构的美观性和耐久性。

3.1 在不同环境下运用不同的结构设计方案

在对建筑表面进行保护的过程中，为确保建筑物的经久耐用，依照建筑物所处环境条件的差异，运用不同的设计手段防止环境因素对混凝土结构的损害。依据不同的环境因素，在制作混凝土的时候，针对是否应该适当的降低或增大混凝土的强度进行科学合理的分析，且在制作的过程中依照设计标准严格执行，以保证混凝土在不同环境条件下的耐久性。

3.2 选择新型混凝土材料

建筑表面保护处理过程，需要选择合适的材料，并对材料的质量进行严格控制，提升建筑表面处理后的耐久性和使用寿命。对于处在容易遭到硫酸盐腐蚀环境条件下的建筑，就要优先考虑选用抗硫酸盐水泥等原料；针对处在容易遭到水体质量侵蚀环境下的建筑，就应选用火山灰质硅酸盐水泥等原料。例如：硅烷浸渍剂，在国外很多国家，高渗入型有机硅防腐剂应用与建筑表面维护及保证建筑材料效果已经有数十年的应用过程，这种材料能够有效阻止cl-1渗透，所以对防止混凝土遭到腐蚀和破坏起到了巨大影响，因此用来保护钢筋混凝土，针对具备金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程的化学物质与环境温度等外部原因具有相对较强的抵御效果，最新的硅烷浸渍剂已经在德国公司顺利研发，这种抗腐蚀材料具备低活性组分损耗、工程简便的优势，可一般温度环境下，由于硅氧缩聚反应相对比较缓慢，所以混凝土抵抗压力水渗透的性能还不尽人意，因此，这种材料未来的发展应在于一般温度环境下提升混凝土抵御压力水渗入的效果以及加快硅氧烷缩聚反应为目标；改性丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆，丙烯酸脂共聚乳液，指丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆中加入特别的沙浆后的丙烯酸脂共聚乳液，丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆具备优良的抵御腐蚀、粘连、增加建筑物使用年限及保障建筑物原有性能的效果，通常应用于避免渗水的维修及修缮工程，多应用于化学加工工业、道路施工以及其他工程施工，此外，丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆还具备抵抗化学腐蚀的特性。改变这种胶乳原本特性之后的砂浆具备良好的低温条件下的柔性性能，在零下20摄氏度的环境中，该材料依然可以有效地遮盖混凝土中的细小缝隙。而且这种材料具备优良的抵御紫外线及室外经受气候的考验的性能，并具备一般温度下自然发生干燥固化的能力，对设在面层以下的结构层也具备很强的附着能力，这种特别的酸乳还具备极强的去水能力，通过其强大的去水能力通常应用于桥梁的防护和修缮，及建筑物的防护和防水工程上。可这种材料的缺陷也必须得到重视，该材料在高温环境中确保原本性质的效果不足，高温环境中常常出现回黏的情况，导致这种材料的抗污性不良，因此，丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆的未来的改良方向应适应高温环境。

3.3 确保混凝土最低强度指标

对建筑表面保护处理中，混凝土强度十分重要。确保混凝土的强度要具备正当严格的控制和审查，尤其要依据不同的地区设定出对应的标准，以确保建筑物在使用年限范围之内可以正常使用。

3.4 钢筋混凝土保护层设计更深层次的防护

基于建筑表面保护中应用的钢筋混凝土构件，要降低对钢筋的侵蚀程度在增大混凝土保护层厚度的同时，对保护层的密实性更深层次的强化，在进行浇筑时尽可能将保护层捣实。定期的维护一定要采用合理正确的方式。

4. 总结

目前我国每年在建筑行业的投入持续增多，针对混凝土结构设计方案的革新与超越日新月异。尤其是在设计施工的过程中，更加在意细节，对原材料的选用也因地制宜，但建筑表面保护技术的混凝土结构设计与西方仍然存在差距，这就需要相关人员开拓进取，提出更完善的设计方案，使我国建筑的整体质量和使用寿命获得提升。

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