建筑工程混凝土的耐久性能分析及其结构设计

范鸣

（哈尔滨大东集团股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150036）

一、影响混凝土结构耐久性的主要因素分析

（一）混凝土水灰比

影响混凝土抗冻性有混凝土水饱和程度、内部孔结构、强度以及受冻龄期等因素，其中影响最大的因素是内部孔结构。混凝土孔结构由混凝土水灰比、养护方法、外加剂等确定。水灰比对混凝土孔结构、孔隙率有直接影响。当水灰比增加时，平均孔径、饱和水开孔总体积也会相应地增加，这样在冻融的过程中，产生的渗透压力、冻胀压力就会增大，降低了混凝土抗冻性能。

（二）混凝土的受冻龄期

伴随着混凝土材料的龄期增长，混凝土抗冻性也会有所增长。因为龄期的延长，水泥水化反应也会更加充分，其强度会有所提升，还能够使其具备较强的抵抗膨胀性能，特别是早期受冻混凝土结构上有着非常明显的反应。

（三）混凝土中的水泥品种

表1为水泥品种对混凝土抗冻性的影响，混凝土抗冻性也会受水泥品种及其活性的影响，主要是因为熟料部分的硬化速度的变化及相对体积的不同。随水泥活性的增加，混凝土抗冻性随之提高。就抗冻性而言，普通硅酸盐水泥混凝土〉混合水泥混凝土〉火山灰水泥混凝土。

表1

二、钢筋混凝土结构耐久性的设计研究

（一）现有规范的有关规定

按照目前我国所颁布实施的《混凝土结构设计规范》中，将混凝土应用环境分成5类，即为①类室内正常环境、②类室内潮湿的环境和寒冷及严寒地区的露天环境、③类滨海室外环境、④类海水环境、⑤类人为侵蚀性物质影响的环境。在预期环境下使用，而且没有人为与自然环境的化学影响，混凝土结构性能可以达到使用的要求。

（二）耐久性材料的选择

根据使用设计年限、环境条件、耐久性等级要求，对混凝土配合比及原材料进行选择，若混凝土用于冻融环境，引气剂根据年平均冻融次数进行掺入，取值范围为水泥质量的4.4%～7.2%。如果建筑所处环境中存在氯侵蚀的影响，要严格控制混凝土结构内部的氯离子，保证其含量不能超过水泥含量的0.1%。如果混凝土结构中容易受到化学侵蚀的影响，需要选择使用耐腐蚀的合金钢材，或者在表层涂刷一层耐腐蚀涂层，保证其耐久性达到要求,同时材料选择时，需要对混凝土的强度等级进行分析，具体参考表2。

表2

（三）结构构造的设计

根据工程的实际施工需要，考虑到预应力混凝土、普通混凝土材料的性能区别，再通过分析设计年限与侵蚀环境的影响，明确最佳的混凝土结构厚度。如果结构部件处在锈蚀非常严重的空间中，受力钢筋最小直径≥16.5mm。要设计出结构表面方便排水的结构，避免该位置出现积水的问题，而室内空间中应该布置滴水沟。如果建筑结构部件存在严重的化学腐蚀的问题，可以在混凝土结构表面涂刷防腐层，以提高其耐久性。

三、结语

总之，混凝土结构的耐久性实质上是混凝土抵抗各种环境因素劣化作用的能力。在建筑工程的混凝土结构设计中，需加强耐久性的分析，结合工程的实际情况，选择最佳的结构设计方案，从而可以提升结构性能，满足建筑工程正常使用的需要。