钢筋混凝土结构耐久性设计分析

安鹏

摘 要：由于建筑物在实际使用过程当中，容易受到自然环境或者其他环境影响，促使钢筋混凝土结构出现损坏或者老化现象，一定程度上影响建筑物自身结构的稳定性以及安全性。本论文通过对钢筋混凝土结构耐用性的作用进行分析，论述了影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素，同时对钢筋混凝土结构耐久性的设计原则及内容进行阐述，最后提出了强化钢筋混凝土结构耐久性的相关措施。

关键词： 钢筋混凝土；结构耐久性；设计分析；相关措施

1 钢筋混凝土结构耐久性的意义

通常情况下， 我国建筑工程施工设计阶段，为确保建筑结构的稳定性，主要是借助于可靠度理论进行设计。因此，当建筑工程施工完成之后，只能够对建筑物的稳定性以及安全性提供保证，却不能对建筑物的耐久性进行合理规划。再加上人们对于建筑物日常的维护管理工作重视不足，重视建筑物出现老化问题的现象非常普遍，需要得到社会以及城市居民的不断重视。

存在一部分建筑工程为了尽量缩短工程施工进度，采用含有氯化钙的混凝土材料进行工程施工，进而造成严重的老化问题。近年来，社会中部分城市高层建筑的设计工作也出现一定的问题，例如，一些使用几年的新建建筑出现耐久性相关方面的问题，需要尽快进行处理以保证建筑物的正常运行。而这种现象对于建筑工程的投资方还是使用人员都会造成不同程度的损失。因此，为了解决建筑物的耐久性问题，提高建筑工程相关资源的利用效率，需要加强对建筑结构耐久性的研究力度。

2 影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素

社会当中存在一些建筑钢筋混凝土结构耐久性相对良好的建筑物，其能够在预定的使用年限当中承受建筑物在各种条件下产生的荷载作用，同时也会对周边环境影响产生一定抗性，不会因为使用年限的时间不断增加而出现大规模的损坏以及老化问题。因此，对于影响钢筋混凝土结构耐久性的相关因素，主要可以分为混凝土材料因素、钢筋材料因素以及建筑物周边环境因素。

2.1 混凝土材料因素

一般而言，影响混凝土结构耐久性的主要因素是混凝土内部结构的稳定性。由于建筑工程混凝土建筑阶段会出现大规模的水化放热现象，致使混凝土内部出现大量的气体以及溶解物。而其中则存在一定的有害物质（二氧化碳、水、氯离子等），在混凝土内部的裂缝以及空隙当中随意移动，并且周边的混凝土产生物理化学反应，造成混凝土内部结构稳定性不断降低，同时也对钢筋结构产生不良影响，致使建筑物自身结构的刚度不断下降，严重影响建筑物稳定性以及耐久性。同时，基于有害物质的不断移动，也会增加混凝土内部的孔结构以及裂缝的数量，另外，当建筑物处于冬季混凝土处于零下环境时，混凝土内部存在的水分会形成结冰，进而促使混凝土内部空隙膨胀。而后对周边区域产生力的作用。如果产生的力大于混凝土自身所能够承担的抗拉强度，则会造成混凝土出现破裂现象。

2.2 钢筋材料因素

对于钢筋材料来说，其影响建筑结构耐久性的主要原因是锈蚀问题。而造成钢筋材料出现锈蚀的原因包含多个当面。例如，混凝土的厚度、密实度、混凝土酸碱值、混凝土内部含水量等。假设空气当中的二氧化碳、水或者氯离子借助于混凝土表面的空隙达到混凝土内部，则会在混凝土内部与相关材料发生酸碱中和反应，致使混凝土的酸碱值出现下降，对钢筋的钝化膜会造成一定程度的破坏。钢筋材料长时间与空气直接接触，则会引发钢筋材料锈蚀问题，同时自身的体积会出现3倍左右的增大，进而对周边混凝土产生一定的压力，造成混凝土内部会随着钢筋材料的走向出现裂缝问题。而随着裂缝逐渐扩大，进一步加剧了钢筋材料的锈蚀问题，逐渐形成恶性循环。

2.3 环境影响因素

针对于混凝土结构而言，假设其处在不同的侵蚀环境当中则会产生不同的侵蚀效果，会出现各种物理以及化学反应，进而加剧环境对于混凝土的侵蚀效果。具体表现为以下两个方面。

第一，混凝土长时间与空气接触会出现碳化问题。混凝土碳化问题的出现主要是由于空气当中的二氧化碳向混凝土内部逐渐蔓延，并与混凝土内部物质发生化学反应，产生碳酸盐或者其他物质，降低混凝土的酸碱性。另外，碳化问题也会促使混凝土出现收缩现象，同时会对混凝土内部的裂缝以及空隙结构造成一定破坏，不利于保证混凝土的耐久性。

第二，混凝土长时间受到水环境的侵蚀。水环境不仅是指淡水，同时也包含酸性水。由于混凝土不断受到淡水的冲刷，会对混凝土内部的物质产生溶解作用，进而降低混凝土自身的凝结性能，造成混凝土内部的空隙结构大量增加，紧密度急剧下降。而当水环境当中存在一定的酸性物质时，混凝土不仅会受到淡水溶解的影响，同时也会因酸性物质与混凝土内部的氢氧化钙出现中和反应，造成混凝土结构稳定性出现降低。

3 钢筋混凝土结构耐久性的设计分析

设计人员进行建筑工程混凝土耐久性设计阶段，需要预先确定最终设计效果，预计建筑工程在施工完成之后的使用寿命。而后则是对建筑物结构耐久性出现问题的标准进行制定。通常情况下，对于钢筋混凝土结构耐久性失效标准主要表现在两个当面。一方面为建筑结构是否出现变形而导致建筑物不能进行正常的使用。这种情况主要体现为钢筋材料出现锈蚀问题，并且钢筋材料周边混凝土出现大规模裂缝。另一方面则是建筑结构性能出现退化而造成建筑结构承载能力降低。设计人员在进行耐久性设计阶段，不仅需要对钢筋混凝土结构的实用性进行设计，同时也需要对建筑物可能出现的极限值进行预算估算，进而对结构耐久性制定合理的设计方案。

4 强化钢筋混凝土结构耐久性的相关措施

4.1 注重耐久性材料的選择

为了提高钢筋混凝土结构的耐久性，需要从源头出发，即加强对耐久性施工材料的选择以及管理。施工单位在具体的施工现场，应当在依照施工设计图纸的基础上，对建筑结构耐久性的各项要求进行全面分析，根据建筑施工环境、使用年限等确定混凝土的原材料配合比。施工单位在进行钢筋结构浇筑过程当中，应当控制钢筋材料周边区域混凝土的厚度。对于钢筋材料的选择，应当严格按照施工设计方案的要求，最大程度的避免使用腐蚀现象相对敏感的钢筋材料。钢筋材料在安置时应当确保钢筋之间留有适当的间距，以便为后续的施工操作留下相应的空间。

4.2 加强耐久性问题的处理

对于建筑物而言，如果其在建筑工程施工设计阶段的失误或者长时间受到外界恶劣环境的影响，而导致建筑物内部结构出现腐蚀或者老化问题。为了提高建筑物钢筋混凝土结构的耐久性，需要在第一时间对建筑物进行相应的补救措施。就当前来说，建筑物耐久性失效解决方式主要有两种，其中一种为涂层方式，即在建筑结构的表面涂盖一层建筑装饰防护材料，或者利用20毫米厚度的水泥浆对建筑物进行覆盖，确保建筑结构与空气之间形成一层良好的保护膜，避免情况空气当中的二氧化碳等物质进入到混凝土当中，延缓钢筋混凝土结构的锈蚀程度。另一种方式则是阴极防腐法。由于混凝土的构成材料存在一定盐浓度，并且能够与钢筋材料之间形成电位差。其中钢筋材料作为阴极非常容易产生腐蚀问题。因此，可以在混凝土的表面覆盖一层导电涂料，并且将之与电源的正极进行连接，改变原有混凝土与钢筋电位差，进而能够对钢筋材料起到防腐功能。

参考文献

[1]欧栏权.房屋建筑施工中钢筋混凝土结构施工技术的应用探讨[J].建材与装饰，2017（09）：12-13.

[2]李林，陈茜，张丹.浅谈高层建筑钢筋混凝土结构分析与设计要点[J].江西建材，2017（04）：49+52.

[3]李锐.高层建筑钢筋混凝土结构分析与设计要点[J].江西建材，2017（01）：46+52.