建筑工程混凝土结构设计耐久性分析

张进云

（山西建工建筑工程检测有限公司，山西太原 030006）

建筑项目施工混凝土起着关键性作用，保证混凝土结构设计的合理性，能够显著提高建筑施工质量。在后续使用过程中，建筑工程混凝土结构的耐久性，成为衡量建筑施工质量的关键指标。相比发达国家，我国建筑领域在混凝土结构设计方面，与其有着一定差距。为了保证建筑工程混凝土结构耐久性，需要做好设计工作，并以设计为出发点，不断提高混凝土结构稳定性与安全性。因此，基于结构耐久性，对混凝土结构设计进行优化，具有现实意义。本文就混凝土结构耐久性设计相关问题，展开一定论述。

1 混凝土结构耐久性设计的作用

在正常自然条件下，风化、腐蚀等作用，均对混凝土结构带来严重损害。为尽量降低自然因素对混凝土结构的破坏程度，应通过人为方式提高混凝土结构耐久性。同时，高度重视混凝土结构设计中的耐久性，能够减少资源浪费，这是因为我国建筑工程总体建设规模巨大，做好施工质量控制，能够减少更多豆腐渣工程，而混凝土结构耐久性就是施工质量控制的关键一环。只有做好质量控制与管理，才能最大限度避免返工重建现象，从而避免资源浪费，节约更多能源。在此基础上，很多建筑工程混凝土结构常常在短时间内就出现碳化、老化、钢筋腐蚀等质量问题，直接影响结构的耐久性。因此，优化混凝土结构耐久性设计，充分考虑整体结构的刚度和强度，是延长建筑物使用寿命的主要措施。除此之外，通过规范管理，提高混凝土耐久性设计，需要建筑企业选择更加适合的结构材料，这样不仅能够提高材料成本造价的控制，也能在最大限度提升经济性能。

2 影响混凝土结构耐久性的因素

2.1 环境因素

自然环境与混凝土的使用年限息息相关，由于不同建筑物使用功能有所差异，在混凝土结构耐受性设计上也存在显著差别。在设计时，应该结合不同要求，详细分析建筑工程所处环境，针对可能出现的自然环境破坏因素，做好预防措施。建筑结构材料往往随时间而出现性能变化，通过对混凝土结构进行外层加固，或者通过一定装饰方法降低环境因素所带来的影响。

2.2 碳化因素

混凝土结构中含有一定的碱性物质，与空气中CO2接触后，会发生化学反应，进而导致混凝土结构碳化，使混凝土成分、结构发生明显改变，并且影响混凝土结构的综合性质。这种情况下，内部钢筋的钝化膜会受到一定破坏，为减慢钢筋结构腐蚀速度，做好抗碳化处理至关重要。

2.3 构造因素

要想提高混凝土结构建筑物的耐久性，需要加强关键部位的构造设计，发挥良好的支撑作用，使建筑整体结构更加优化。但是，目前很多建筑工程承重部分设计不够合理，增加建筑构造问题，不仅影响建筑物后续维护管理，也会对混凝土结构耐久性产生明显影响。

2.4 施工因素

施工因素属于人为因素，混凝土结构耐久性受施工因素的影响，主要原因在于施工单位不够专业，或者施工人员施工水平不高，当然整个建筑工程总体施工设计是否合理，也是关键的制约因素。除此之外，材料质量不过关、施工工艺不达标、施工操作不规范等因素，也会对混凝土施工质量造成影响，导致结构强度不足，从而降低整体结构的耐久性，增加安全隐患。

3 混凝土耐久性设计实施要点

3.1 正确选择材料

要想切实提高混凝土结构耐久性，需要正确合理地选择耐久性材料，或者对混凝土施工材料进行不断改进。一般而言，建筑混凝土施工材料在整个建筑工程施工周期内属于一个有机整体，结构材料的使用，需要满足工程设计标准，达到其年限要求，才能保证混凝土结构的耐久性，从而减少不必要风险。材料选择过程中，也要充分考虑建筑工程所处区域的环境情况，对使用环境进行细致分析。例如，如果建筑工程所处环境属于潮湿环境，应该对混凝土材料进行一定优化，采取必要防护措施。如果处在冻融环境，则选择与之相符的材料，避免材料在环境作用下性能发生改变。为进一步提升混凝土结构的耐久性，适当选用一些合金钢材，发挥良好的耐腐蚀性，或者利用加强混凝土保护层的方式改善其性能，使结构更具耐久性。

3.2 完善构造设计

材料无疑是设计中的要点，但是对建筑混凝土结构整体构造而言，其也是关键性的影响指标。在进行构造设计时，需要明确设计标准，结合建筑工程设计年限，并对环境条件进行准确分析后，确定混凝土的总体解耦，包括保护层的厚度。与此同时，要根据建筑工程项目后期使用性质，确定后期维护方案，包括构造维护频率、具体执行时间等。当然，在这个过程中，我们应该加强对周围环境的保护，对积水范围进行分析，根据实际要求，加强施工构件的耐腐蚀性能。

3.3 控制裂缝宽度

混凝土结构裂缝病害不可避免，裂缝也始终是建筑物结构耐久性的主要影响因素。从既往经验看，钢筋混凝土结构裂缝的成因有很多，如变异裂缝、温度裂缝、应力裂缝等，应该结合具体情况进行详细分析，找到裂缝的成因，或者说积极寻找引发裂缝病害的潜在危险因素，并采取一定措施进行相应干预，最大限度控制裂缝的宽度，从而为建筑安全使用提供切实保障。

3.4 结合施工要求

经过大量实践证实，目前混凝土结构施工不断改进，施工技术已经相当完备，如果各项指标均满足设计规范，混凝土结构的建筑物是完全可以对抗强震的。但是，为什么还存在有这么多不合格工程呢？其实这与混凝土成分比例不合理存在一定关系，需要添加外加剂、化合物，应该提前做好试验，而不是直接应用。

4 提高混凝土结构耐久性的具体对策

4.1 预防混凝土碳化现象

相关人员应该充分重视混凝土结构碳化现象，对于可能存在的碳化风险，要做到心中有数，严把质量关。在施工过程中，应该注意到CO2对混凝土结构所能带来的破坏作用，进而采取必要措施进行预防。对于结构中的内部缝隙，要及时组织人员进行填充处理，最大限度减少碳化现象的发生，同时确保水分能够正常进入混凝土结构中，发挥一定的隔离和缓冲效果。正确利用封闭涂层，使结构表面能够形成保护层，部分材料经过渗透，可达到混凝土内部结构中，从而及时填补内部小缝隙，达到一举两得的目的。实际上，做好碳化预防，还能有效预防冻融环境下混凝土结构不被破坏，从而提升整体结构的耐久性。

4.2 钢筋防蚀防锈的措施

在建筑领域，钢筋锈蚀阻锈剂已经被大量运用，并且发挥良好的抗腐蚀性作用。阻锈剂属于化学合成物，将其合理应用在混凝土结构中，可有效避免钢筋结构腐蚀，即使有部分钢筋已经腐蚀，阻锈剂也能延缓其腐蚀速度，进而降低钢筋的腐蚀程度。一般而言，当建筑混凝土结构被外界氯离子入侵后，或者已经发生碳化现象，钢筋结构表层钝化膜会受到影响，进而增加腐蚀风险。但是，由于此种现象往往出现在结构的局部位置，只要及时进行相应处理，是可以避免腐蚀继续蔓延的。钢筋腐蚀后，可采用再碱化、脱氢等方式进行相应处理，上述技术均属于电化学范畴，主要是通过施加直流电流的方式来形成电化学反应，从而及时清除钢筋表面腐蚀物质。

4.3 降低水分对结构的影响

无论是生活用水，还是地下水、雨水，均会对建筑工程及道路桥梁混凝土结构产生不利影响，长时间积水或处在比较潮湿的环境中，会导致混凝土结构受到破坏，如裂缝、松动等，对建筑物总体使用安全带来较大威胁。因此，针对潮湿环境下的建筑混凝土结构，应该做好防水，正确引导生活用水及雨水，避免形成积水。外墙结构上合理涂刷防水层，也会增加建筑物的防水性能，从而避免混凝土结构遭到破坏。

5 总结

综上所述，我国经济高速发展，建筑行业对国民经济水平的提高发挥着关键的作用。规范建筑行业施工，能够为其稳定健康发展创造更多便利条件。混凝土结构是建筑工程的主要构造，对混凝土结构的耐久性问题加以关注，并采取有效对策进行优化，是提高建筑物安全系数的必要途径。具体施工时，必须充分意识到混凝土结构耐久性的重要性，综合分析建筑项目状况确定其影响要素，然后提出切实可行、科学合理的解决方案，不断优化结构耐久性设计，为建筑领域发展夯实基础。