提高土建结构工程的耐久性

摘要：面对土建结构工程老化问题，注入科学新血已迫在眉睫，点对点解决问题，致力提高土建结构工程的耐久性才是关键。

关键词：土建工程，耐久性，原因，提高的方法

中图分类Abstract: confronted with the construction structural engineering aging problem, inject scientific new blood is imminent, a point to point to solve the problem, to improve the durability of the civil structure engineering is the key.

Keywords: civil engineering, durability, reason, and improving method

号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

土建结构工程的耐久性已经成为工程建筑的一世界性问题，但在我国还没有得到政府各个部门的足够重视与支持。现时我国土建结构工程的重点都放在了荷载作用下的各种结构强度要求，而对工程的耐久性要求方面考虑得远远不够。在我国的土建结构工程上，都没有采用能够明显提高土建结构工程耐久性的举措。在传统观念上，混凝土一直默认为是一种经久耐用的人工石材，实际上，钢筋锈蚀或混凝土被侵蚀，导致了许许多多的结构安全事件，其严重程度已经远远超出我们的想象，所以关于提高土建结构工程的耐久性问题必须引起各界人士的高度重视。

一、 引起土建结构工程耐久性不足的原因

1、引起土建结构工程耐久性不足的内部原因

1）混凝土的紧密性。混凝土孔隙的数量与闭合程度决定了它的紧密性，而其紧密性的强弱直接影响着混凝土的强度、密度、刚性、脆性、pH值和它的化学稳定性等。在很大程度上决定了混凝土的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀能力以及其碳化速度等诸多性能。混凝土的紧密性是影响土建结构工程的最根本元素。2）混凝土的碱—骨料反应。混凝土碱—骨料反应生成凝胶硅酸。凝胶硅酸是一种可吸水膨胀的碱，会使混凝土产生裂缝及不断地膨胀。会破坏混凝土整体特性，一般没有十分强而有效的方法治理，所以他大大影响着土建结构工程的耐久性。3）混凝土的碳化速度。混凝土的碳化与混凝土原有的碱中和了。大大降低了混凝土本身的碱性，使钢筋表面的钝化膜遭到破坏，发生了钢筋锈蚀现象。钢筋锈蚀后生成物的体积是原来的的3倍以上,引起混凝土保护层顺筋膨胀裂开及脱落,钢筋与混凝土之间的粘力降少了,锈蚀引起钢筋体积变小了、面与面之间的力变小了,硬度下降等问题。当钢筋锈蚀严重时，钢筋体积发生膨胀，使混凝土之间的空隙增大，又加快了混凝土的碳化以及钢筋锈蚀的速度。长期的恶性循环，就会大大地降低土建结构工程的耐久性。

2、引起土建结构工程耐久性不足的外部原因

1）我国自然环境的不断恶化。国民经济水平的不断提升，严重地忽视了我国的环境问题，地表植被严重地破坏，水土流失，毁林开荒，化石燃料的燃烧，造成了温室效应，，酸雨的数量逐年增多，沙尘暴也频繁地发生，对土建结构工程的腐蚀与侵蚀日益严重。2）混凝土质检指标的单一。质量检验部门只是以混凝土的强度作为混凝土质量的检验标准，以致施工单位对水泥强度的单方面追求，使混凝土中强矿物的比例升高，不合理的比例，反而降低了土建结构工程的耐久性。3）施工单位对工程进度的盲目追求。为了利益，不注重工程质量。土建结构工程的耐久性需要足够的养护期来培养，过早的使用会使其耐久性大打折扣，致使工程的成品很快就进入衰老期。

二、提高土建结构工程耐久性不足的方法

1、针对土建结构工程耐久性不足内部原因的解决方法

1)最大限度提高混凝土的密实性。图1是关于氯渗透量与钢筋混凝土结构年限之间关系的描述图。这里混凝土保护层厚度是65毫米,处在飞溅区,年平均温度为19e,混凝土表面氯浓度(C0)为15kg/m3。由图1可以看出:a.钢筋表面氯在浓度达到临界值0(1kg/m3)的时间,对于水灰比为0.40的情况约为8年,对于水灰比为0.40的基础上再掺8%硅灰的情况约为18年。b.到达钢筋表面氯的浓度逐年增加,对于水灰比为0.40的情况,50年可达7kg/m3,而对掺8%硅灰的情况,50年只有4kg/m3。

图1钢筋在氯渗透量与钢筋混凝土结构寿命年限之间的关系图

增加混凝土保护层厚度。图2是描述50年海洋环境(年平均温度18e)中的混凝土方桩混凝土厚度与氯扩散量之间的关系图。由图2可以看出:a.氯在混凝土中的浓度(含量)是随混凝土深度(厚度)的增加而减小,说明增加混凝土保护层厚度对于减缓氯的渗透量也是很有效的;b.在同样环境条件下,混凝土的水灰比越低和更加密实,氯在混凝土中的浓度(含量)明显降低,并随混凝土深度(厚度)的增加而衰减越快,说明紧密的混凝土再适当增加保护层厚度,对于阻止氯的扩散过程更有效地控制。

图2混凝土厚度与氯扩散量之间的关系图

最大限度地防止混凝土裂缝的产生。2）混凝土的冻融破坏是混凝土耐久性最具代表性的指标。混凝土在正负温交替的环境、水分较多的情况下,会发生冻融循环,造成一定的破坏。因此,混凝土在冻融环境下,耐久性定量化设计如图3所示。

图3混凝土在冻融环境下耐久性定量化设计框图

3）防止碳化引起的钢筋锈蚀。大气中的二氧化碳通过混凝土的孔隙溶解于毛细管的液相,并与水泥水化产生的碱性物质反应,生成中性的碳酸钙,使混凝土

中的碱度降低,在一定的环境条件下导致钢筋脱钝生锈。而且影响开始锈蚀和锈胀开裂时间的许多因素具有很强的随机性和不确知性,耐久性设计就需要一个准确的安全系数,根据土建工程经验可取安全系数1.1~1.2。还要根据设计使用年限,不同环境作用等级按相应的耐久性设计准则选取混凝土强度等级和保护层。

2、针对土建结构工程耐久性不足外部原因的解决方法

1）完善土建结构工程质检环节。编制土建结构工程耐久性设计的技术规范条

文，修订现有规范中对结构耐久性的要求。尽快编制土建结构工程耐久性设计的技术规范条文，修订现有规范中对结构耐久性的要求。要确定的是各类土建结构工程的设计工作寿命，在重点工程的设计文件中应该有使用寿命的要求及论证。可以根据国内外已有的资料和经验，加快编写出相应的设计、施工技术文件以应急需。在质检时，除了制定混凝土强度下限，还要制定强度上限。最好做到不仅监测混凝土的强度，还监测混凝土的密实性，使得土建结构工程的耐久性在起点中开始捉紧。2）施工过程中的严格控制。控制好施工进度，严把质量关，对混凝土的养护要做到时间供给充足，条件把握合理，以减少工程施工过程中对混凝土耐久性的不利影响。工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范,但没有如何使用规范。3）高度重视在自然环境中的土建工程耐久性。增加在环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑。科学的调节混凝土的成分，采用适合的水泥品种、骨料、外加剂与掺合料进行合理的配比，改善混凝土的性质、提升混凝土的密实性、抗渗性、抗冻性、抗侵蚀能力以及混凝土的抗碳化能力。提高结构构件承载能力的安全设置水准，有利于结构的耐久性与结构使用寿命，也有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御自然灾害的能力。4)研发新技术，使土建结构工程走上可持续发展的道路。积极研发新技术，改变混凝土中各砂石、水泥的比例，有利于增强混凝土的耐久性，同时也减少了水泥、砂石等资源的消耗量，不仅提高了土建结构工程的耐久性，也是其走上了绿色环保的可持续发展道路。

总结语：

面对如何提高土建结构工程的耐久性这一问题上，寻找关键问题，对症下药，才能治标治本。不断地发现研究创新。加强对土建结构工程的耐久性的重视，从质检制度，施工监察，原料调配，自然环境保护，研发新技术上解决问题，提高土建结构工程成为现在社会问题的重中之重。

参考文献：

[1]牟东明.徐洪胜.刘秦生.朱兆国.大跨度预应力混凝土楼盖动力特性实测,2010(02)

[2]陈丽君.浅谈如何提升土建结构工程的耐久性,

[3]刘纪辉.浅谈提高土建结构工程耐久性的措施,

[4]王军.土建结构工程的耐久性,2009(23)

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