论文部分内容阅读
【摘 要】 随着国家基础设施工程的推进，混凝土作为建筑材料因其高性能、高耐久性和易于施工的特点得到业内人士青睐而应用普遍。现通过对混凝土结构的耐久性定义下手，从我国混凝土结构现状以及环境现状出发来探讨混凝土结构耐久性，做出合理的设计理念并对其前景加以探讨。
【关键词】 混凝土结构；耐久性；设计方法
引言：
作为现代建筑技术的重要组成部分，既有建筑物的鉴定、维修和加固改造技术越来越受到国内外的高度重视。混凝土结构因其具有高性能、高耐久性和易于施工的优点，在土木工程中的应用广泛。随着我国经济的发展及大规模的基础设施工程建设的推进，混凝土结构性能不断提高，但其耐久性问题则相应忽视，混凝土结构寿命问题不断出现，我国的很多混凝土结构在使用不到20～30年，就出现了耐久性破坏，有的甚至不到5年就需要大修。在我国经过几十年大规模的基本建设后，既有建筑物的维修、改造和加固技术也已成为工程建设领域特别关注的一个重要课题，需要将其视为一个体系加以研究和探讨。另外，从环境保护、可持续发展以及与国际接轨等角度来看，提高混凝土结构的耐久性同样具有非常重要的意义和迫切性。
一、设计混凝土结构的含义及原则
混凝土的耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。因为与钢筋之间存在着粘结力，所以人们普遍认为混凝土和钢筋的结合使用大大提高了混凝土的抗拉承载力，混凝土是无比坚固，不会自然损毁，强度很高。但是近几年国内外的工程调查表明，混凝土结构的建筑物在修建十几到二十年的时间里，由于混凝土的耐久性不足而非力学性能不够而导致的破坏非常多，并有越来越严重的趋势。由于混凝土的耐久性造成国家大量的经济损失和安全隐患，所以研究混凝土的耐久性显得至关重要。
混凝土结构耐久性的具体要求是在设计使用的年限内，不需要大范围的维护即能保证混凝土结构的正常使用，在最少投入的情况下提高混凝土的使用寿命。因此，设计过程中要注意以下几点原则：首先，混凝土结构必须要对使用环境。使用年限等内容进行明确规范，这也是保证提高混凝土结构耐久性的前提条件。为了提高混凝土的密实性，在控制水灰比、强度等级、厚度等都要有所重视，这样也就加少了混凝土因为外界物质的侵蚀而发生变质。其次，混凝土的水泥使用量要适当的减少，由于水泥使用过量会导致混凝土在水热过程中产生裂缝，这样就会减少混凝土的使用寿命。同时，保护层的厚度也要适当的减少，否则也容易发生裂缝现象。
二、加强混凝土的抗渗性
主要是增强混凝土的密实度，提高抗渗性，增加混凝土的保护层厚度，减慢二氧化碳、氧气、水等向钢筋表面渗透扩散的速度，及防止氯离子在钢筋表面积聚。可以采用的保护措施，一是采用防护材料或外部措施，如采用防锈蚀钢筋-即环氧涂层钢筋、镀锌钢筋，不锈钢等、混凝土表面涂刷防护层、采用钢筋阻锈剂防止氯离子侵蚀、重大工程设置阴极保护设施（牺牲阳极法和输入电流法等）。二是采用设计上的方法利用和加强混凝土保护层自身的保护功能，增加混凝土保护层厚度来推迟腐蚀因子渗透到钢筋表面的时间，提高对钢筋锈蚀膨胀的抵抗力；增强混凝土的密实度，采用高效减水剂降低用水量，在保证混凝土流动性的同时减小水灰比，控制减小混凝土的总孔隙率；采用高效活性矿物掺料改善水泥石的胶凝物质的组成，使混凝土结构更为致密，增强混凝土的密实性。控制混凝土拌和物中的氯盐含量，增强混凝土自身抵抗环境侵蚀破坏的能力。此外，在结构设计时应采用合理的构件形式和配筋方式，使混凝土保护层厚度得到保证，防止钢筋锈蚀。
三、注重冻融破坏的影响
混凝土是水泥砂浆和粗骨料组成的毛细孔多孔体。由于混凝土需要必要的和易性，在拌制混凝土时，加入的使用水量通常要多于水泥的水化水量，多余的水以游离水的形式存在于混凝土的毛细孔中。混凝土的冻融破坏即指当混凝土结构处于饱和水状态时，在受冻状态下，毛细孔中存在的水遇冷冻结成冰后会发生体积膨胀，对混凝土形成各种压力，使混凝土的结构内部产生细小损伤，经反复多次冻融循环作用后，逐渐积累，导致混凝土开裂，破坏。冻融破坏主要是在我国北方寒冷地区出现。混凝土的抗冻性能与内部的孔隙结构和气泡含量有关。孔越少，封闭气泡越多，混凝土抗冻性越好。在北方寒冷地区，特别是东北地区，防止混凝土的冻融破坏，可以采用的保护措施有降低混凝土的水灰比、也可以在混凝土使用引气剂（由于使用引气剂会降低混凝土强度，故在工程使用时应慎重选用）。
四、加强结构和材料的耐久性
在设计的方法中要加强对结构和材料的管理，加强材料的选择，材料的质量一定要过关，只有这样才能保证结构上的设计方法过关。使用的材料要经过检测方可实用，结构的混凝土的量一定要到，并且混凝土的质量一定是上品，只有这样才能使结构耐久性。构造措施是混凝土结构耐久性设计里面很重要的一个环节。以往的研究主要是集中在这一方面，也取得了比较成熟的结果。因此应该针对结构所处使用环境及结构设计目标使用期的不同，采取有针对性的耐久性构造措施。例如，在钢筋锈蚀严重的地区，可采用在钢筋表面涂刷环氧类材料或者用纤维增强塑料筋代替钢筋。此外，结构在使用期间的检测与维护是不容忽视的，因为没有任何建筑物在环境的侵蚀下能保持完好无损。对于重要的公共基础设施工程以及生命线工程，必须强制进行定期的检测与维修。设计方法中要把结构的耐久性和材料的耐久性制定相关的规程，让质量有规程保证，切记没有规矩不成方圆。让设计中规中矩、让设计完美无缺。只有这样才能使结构和材料具有耐久性。耐久性是设计的要求，同样是质量上的要求，要服从大局，让设计方法完美无缺。从上面分析我们知道环境对混凝土的耐久性有很大的影响，所以提高混凝土对抗外界环境的能力就显得至关重要。对于一个工程而言外部的环境是特定的，例如青藏高原就有冬季的低温环境、海水中就有盐类锈蚀等，我们首先要勘探了解该地的环境中存在哪些因素对混凝土耐久性产生影响，接下来我们要针对这个问题选择混凝土，可能有时现有的混凝土都无法满足特定环境的要求，我们不能只是依靠传统的观点混凝土强度越高耐久性就越好，必须重视原材料的选择，加大科研的力度研究出新型高效能混凝土，滿足特定环境的要求，这样才会提高混凝土耐久性。
五、结束语
随着建筑业和现代科学技术的迅猛发展，混凝土结构加固改造技术已成为现代建筑技术中最具前景、最具活力的新兴技术分支之一。在以后相当一段时间内，通过加强对建筑物鉴定、维修及改造，加固领域的基础理论和实用新技术的研究，推动该领域学术水平和应用水平不断提升，混凝土结构加固技术将得到更好更快发展。
参考文献：
[1]杨富.关于城市轨道交通工程混凝土结构耐久性设计与实践[J].城市建筑，2014，02：249+268.
[2]杨富.关于城市轨道交通工程混凝土结构耐久性设计与实践[J].城市建筑，2014，01：249+268.
[3]陶必国.混凝土结构设计方法及其优化措施[J].城市建筑，2014，02：37.
[4]张薇.预应力混凝土框架结构抗震设计[J].中华民居（下旬刊），2014，01：107.
【关键词】 混凝土结构；耐久性；设计方法
引言：
作为现代建筑技术的重要组成部分，既有建筑物的鉴定、维修和加固改造技术越来越受到国内外的高度重视。混凝土结构因其具有高性能、高耐久性和易于施工的优点，在土木工程中的应用广泛。随着我国经济的发展及大规模的基础设施工程建设的推进，混凝土结构性能不断提高，但其耐久性问题则相应忽视，混凝土结构寿命问题不断出现，我国的很多混凝土结构在使用不到20～30年，就出现了耐久性破坏，有的甚至不到5年就需要大修。在我国经过几十年大规模的基本建设后，既有建筑物的维修、改造和加固技术也已成为工程建设领域特别关注的一个重要课题，需要将其视为一个体系加以研究和探讨。另外，从环境保护、可持续发展以及与国际接轨等角度来看，提高混凝土结构的耐久性同样具有非常重要的意义和迫切性。
一、设计混凝土结构的含义及原则
混凝土的耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。因为与钢筋之间存在着粘结力，所以人们普遍认为混凝土和钢筋的结合使用大大提高了混凝土的抗拉承载力，混凝土是无比坚固，不会自然损毁，强度很高。但是近几年国内外的工程调查表明，混凝土结构的建筑物在修建十几到二十年的时间里，由于混凝土的耐久性不足而非力学性能不够而导致的破坏非常多，并有越来越严重的趋势。由于混凝土的耐久性造成国家大量的经济损失和安全隐患，所以研究混凝土的耐久性显得至关重要。
混凝土结构耐久性的具体要求是在设计使用的年限内，不需要大范围的维护即能保证混凝土结构的正常使用，在最少投入的情况下提高混凝土的使用寿命。因此，设计过程中要注意以下几点原则：首先，混凝土结构必须要对使用环境。使用年限等内容进行明确规范，这也是保证提高混凝土结构耐久性的前提条件。为了提高混凝土的密实性，在控制水灰比、强度等级、厚度等都要有所重视，这样也就加少了混凝土因为外界物质的侵蚀而发生变质。其次，混凝土的水泥使用量要适当的减少，由于水泥使用过量会导致混凝土在水热过程中产生裂缝，这样就会减少混凝土的使用寿命。同时，保护层的厚度也要适当的减少，否则也容易发生裂缝现象。
二、加强混凝土的抗渗性
主要是增强混凝土的密实度，提高抗渗性，增加混凝土的保护层厚度，减慢二氧化碳、氧气、水等向钢筋表面渗透扩散的速度，及防止氯离子在钢筋表面积聚。可以采用的保护措施，一是采用防护材料或外部措施，如采用防锈蚀钢筋-即环氧涂层钢筋、镀锌钢筋，不锈钢等、混凝土表面涂刷防护层、采用钢筋阻锈剂防止氯离子侵蚀、重大工程设置阴极保护设施（牺牲阳极法和输入电流法等）。二是采用设计上的方法利用和加强混凝土保护层自身的保护功能，增加混凝土保护层厚度来推迟腐蚀因子渗透到钢筋表面的时间，提高对钢筋锈蚀膨胀的抵抗力；增强混凝土的密实度，采用高效减水剂降低用水量，在保证混凝土流动性的同时减小水灰比，控制减小混凝土的总孔隙率；采用高效活性矿物掺料改善水泥石的胶凝物质的组成，使混凝土结构更为致密，增强混凝土的密实性。控制混凝土拌和物中的氯盐含量，增强混凝土自身抵抗环境侵蚀破坏的能力。此外，在结构设计时应采用合理的构件形式和配筋方式，使混凝土保护层厚度得到保证，防止钢筋锈蚀。
三、注重冻融破坏的影响
混凝土是水泥砂浆和粗骨料组成的毛细孔多孔体。由于混凝土需要必要的和易性，在拌制混凝土时，加入的使用水量通常要多于水泥的水化水量，多余的水以游离水的形式存在于混凝土的毛细孔中。混凝土的冻融破坏即指当混凝土结构处于饱和水状态时，在受冻状态下，毛细孔中存在的水遇冷冻结成冰后会发生体积膨胀，对混凝土形成各种压力，使混凝土的结构内部产生细小损伤，经反复多次冻融循环作用后，逐渐积累，导致混凝土开裂，破坏。冻融破坏主要是在我国北方寒冷地区出现。混凝土的抗冻性能与内部的孔隙结构和气泡含量有关。孔越少，封闭气泡越多，混凝土抗冻性越好。在北方寒冷地区，特别是东北地区，防止混凝土的冻融破坏，可以采用的保护措施有降低混凝土的水灰比、也可以在混凝土使用引气剂（由于使用引气剂会降低混凝土强度，故在工程使用时应慎重选用）。
四、加强结构和材料的耐久性
在设计的方法中要加强对结构和材料的管理，加强材料的选择，材料的质量一定要过关，只有这样才能保证结构上的设计方法过关。使用的材料要经过检测方可实用，结构的混凝土的量一定要到，并且混凝土的质量一定是上品，只有这样才能使结构耐久性。构造措施是混凝土结构耐久性设计里面很重要的一个环节。以往的研究主要是集中在这一方面，也取得了比较成熟的结果。因此应该针对结构所处使用环境及结构设计目标使用期的不同，采取有针对性的耐久性构造措施。例如，在钢筋锈蚀严重的地区，可采用在钢筋表面涂刷环氧类材料或者用纤维增强塑料筋代替钢筋。此外，结构在使用期间的检测与维护是不容忽视的，因为没有任何建筑物在环境的侵蚀下能保持完好无损。对于重要的公共基础设施工程以及生命线工程，必须强制进行定期的检测与维修。设计方法中要把结构的耐久性和材料的耐久性制定相关的规程，让质量有规程保证，切记没有规矩不成方圆。让设计中规中矩、让设计完美无缺。只有这样才能使结构和材料具有耐久性。耐久性是设计的要求，同样是质量上的要求，要服从大局，让设计方法完美无缺。从上面分析我们知道环境对混凝土的耐久性有很大的影响，所以提高混凝土对抗外界环境的能力就显得至关重要。对于一个工程而言外部的环境是特定的，例如青藏高原就有冬季的低温环境、海水中就有盐类锈蚀等，我们首先要勘探了解该地的环境中存在哪些因素对混凝土耐久性产生影响，接下来我们要针对这个问题选择混凝土，可能有时现有的混凝土都无法满足特定环境的要求，我们不能只是依靠传统的观点混凝土强度越高耐久性就越好，必须重视原材料的选择，加大科研的力度研究出新型高效能混凝土，滿足特定环境的要求，这样才会提高混凝土耐久性。
五、结束语
随着建筑业和现代科学技术的迅猛发展，混凝土结构加固改造技术已成为现代建筑技术中最具前景、最具活力的新兴技术分支之一。在以后相当一段时间内，通过加强对建筑物鉴定、维修及改造，加固领域的基础理论和实用新技术的研究，推动该领域学术水平和应用水平不断提升，混凝土结构加固技术将得到更好更快发展。
参考文献：
[1]杨富.关于城市轨道交通工程混凝土结构耐久性设计与实践[J].城市建筑，2014，02：249+268.
[2]杨富.关于城市轨道交通工程混凝土结构耐久性设计与实践[J].城市建筑，2014，01：249+268.
[3]陶必国.混凝土结构设计方法及其优化措施[J].城市建筑，2014，02：37.
[4]张薇.预应力混凝土框架结构抗震设计[J].中华民居（下旬刊），2014，01：107.