基于建筑表面保護技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

劉建立郭承孜

（1.駐馬店誠達置業(yè)有限公司，河南 駐馬店 463000 2.駐馬店職業(yè)技術(shù)學院建筑工程系，河南 駐馬店 463000）

基于建筑表面保護技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

劉建立1郭承孜2

（1.駐馬店誠達置業(yè)有限公司，河南 駐馬店 463000 2.駐馬店職業(yè)技術(shù)學院建筑工程系，河南 駐馬店 463000）

隨著我國經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，對建筑外觀和使用的需求標準也隨之提升。本文簡單闡明了目前我國建筑表面保護設(shè)計的基本狀況，且分析了對混凝土為主制作的結(jié)構(gòu)維持特定狀態(tài)的持續(xù)時間造成影響的因素，列舉了改善我國建筑表面保護技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案以供借鑒。

建筑表面 保護技術(shù) 混凝土 結(jié)構(gòu)設(shè)計

0 .前言

建筑表面保護技術(shù)的好壞主要由混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計是否科學合理來決定，鋼筋混凝土保護層的質(zhì)量優(yōu)劣取決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐用效果。在對鋼筋混凝土進行施工時，許多建筑單位對建筑表面保護技術(shù)措施的要求過于松懈，通常狀況下表面保護層的厚度不足，在澆注后很難發(fā)覺，對施工出現(xiàn)差錯的補救方式相對匱乏，所以建筑表面保護技術(shù)的好壞完全取決于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

1. 基于建筑表層保護技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計概況

建筑表面的保護處理中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計十分重要，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，能在很大程度上提升表面保護處理的效果。對于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，影響結(jié)構(gòu)使用年限取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料選擇和外部因素侵蝕等。由于將鋼筋與富含堿性物質(zhì)的混凝土充分混合，能夠防止鋼筋與空氣和水分接觸，如此一來，鋼筋受到腐蝕的可能性就會很大程度的下降。所以，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的保護層越厚，內(nèi)部的密實度越好，建筑物的使用壽命就越長。但是，在我國工程建設(shè)實施階段的生產(chǎn)活動過程中，同樣的使用年限規(guī)定，對混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要針對梁和板上的縱向受力鋼筋，運用保護層為30cm左右的厚度，而對美國的施工過程來說，其不論是在梁、柱、板都運用縱向受力鋼筋和鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)考慮各種難以計量的因素而設(shè)置的鋼筋。針對鋼筋保護設(shè)計都運用最少50cm左右的厚度。對比來看，同樣的建筑設(shè)計，在設(shè)計標準方面存在很大差距。因此，我國當前建筑表面保護技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑物的使用壽命依然存在很大的發(fā)展空間。

2. 基于建筑表面保護工程中對混凝土結(jié)構(gòu)持久造成影響的因素

基于建筑表面保護工程中對混凝土結(jié)構(gòu)持久造成影響的因素有很多，主要可分別為：混凝土自身在外力作用下抵抗破壞的能力，滲透作用以及混凝土上面那層小部分墊層厚度的設(shè)計是否科學合理等因素；隨著環(huán)境條件溫濕度的改變對混凝土的使用年限造成不同程度的影響。許多情況下，由于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學，在施工時無法與設(shè)計理念達成一致，導致施工不良或維修不合理。將著重從以下幾方面對影響混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的因素進行研究。

2.1 惡劣環(huán)境導致混凝土強度下降

建筑物所處的環(huán)境條件各異，在比較惡劣的環(huán)境條件下，建筑物因日曬雨淋而受到侵蝕的情況更加嚴重。尤其是針對部分水工程來說，多數(shù)工程都建造在風力較強的位置，混凝土結(jié)構(gòu)長期遭受風化侵蝕的影響，其在外力作用下抵抗破壞的能力就會很大程度的降低，在一段時間后，其他的構(gòu)件就不能達到要求的強度標準。

2.2 混凝土的堿性與骨料互相作用

混凝土中的高堿性在避免鋼筋遭到氧化的同時，很容易導致堿與混凝土中起骨架或填充作用的粒狀松散材料相互作用，在混凝土中含有水泥、外加劑等可溶堿性溶液和骨料中一部分成分互相作用，使界面產(chǎn)生可吸取水分的凍膠或晶體，隨后緩慢的導致混凝土體積持續(xù)增大，甚至最終將混凝土撐破。

2.3 混凝土遭到滲入侵蝕

混凝土結(jié)構(gòu)常常會遭到滲入侵蝕，導致混凝土的使用壽命降低。在滲透壓力的影響下，混凝土會受到侵蝕，產(chǎn)生通道或裂痕。由于外部環(huán)境的多種原因，混凝土無法確保其不遭到影響和損害。

2.4 寒冷條件下混凝土易遭到凍融

寒冷環(huán)境下混凝土在水化作用下變硬會導致其內(nèi)部出現(xiàn)許多間隙，許多非結(jié)合水就滯留在間隙之內(nèi)，在低溫條件下，間隙內(nèi)的非結(jié)合水就會逐漸變?yōu)楸?，體積持續(xù)增大最后導致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到損害，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到的損害累積到一定程度后就會導致整個建筑受到破壞?；炷羶?nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞使混凝土在外力作用下抵抗破壞的能力下降的同時會導致混凝土逐漸成片的脫落。此類狀況對我國北方建筑物造成很嚴重的破壞，必須針對目前的情況制定應(yīng)對方案。

2.5 遭到水體質(zhì)量的侵蝕

混凝土中經(jīng)常性或周期性地受水作用的建筑物所用的并能保證建筑物在上述條件下長期正常使用的混凝土結(jié)構(gòu)與水體質(zhì)量的接觸相對較大，在水體質(zhì)量遭到污染狀況下，水工混凝土與水的接觸會更多，在水中含有高濃度的酸性物質(zhì)時對混凝土的腐蝕更加嚴重。所以，水體質(zhì)量的好壞很容易對建筑物造成不同程度損害。

2.6 建筑處在水流快速區(qū)域遭到侵蝕和沖擊

當建筑處在水流較快的區(qū)域，其混凝土結(jié)構(gòu)強度也會很大程度的下降，由于水流快速會導致混凝土結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)件在水中摻雜砂石的狀況下遭受到?jīng)_擊和侵蝕，時間稍久就會使混凝土結(jié)構(gòu)的表面粗糙，使其表面出現(xiàn)真空，導致氣蝕，最終混凝土會逐漸剝落。

2.7 本身的焦化過程和鋼筋的銹蝕

鋼筋遭到銹蝕的程度決定混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性。如前文所言，鋼筋混凝土里含有提供電子的能力或接受質(zhì)子的能力的物質(zhì)，即堿性物質(zhì)，可以有效的使鋼筋表層產(chǎn)生一層鈍化膜，防止鋼筋遭到腐蝕，同時，混凝土保護層的焦化等帶有腐蝕性質(zhì)的物質(zhì)元素也會對鋼筋產(chǎn)生影響，空氣中的碳酸氣與酸性物質(zhì)進入混凝土內(nèi)部與其中的溶液介質(zhì)相互作用，鋼筋外表面的鈍化膜也會隨之剝落。當鋼筋外表面的鈍化膜被破壞之后，鋼筋受到腐蝕的程度就會持續(xù)增強，最終致使混凝土的總體構(gòu)件受到損害。

2.8 受到綜合因素影響出現(xiàn)裂隙

在進行混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，其材料最大均勻塑性變形的抗力較低，當處在使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的外力的情況下，一些彎矩和剪力共同作用而軸力忽略不計的構(gòu)件會處在裂縫的情況下，另外，濕度的改變情況會使混凝土的裂隙更加嚴重，假如在維護的時候未采用正確的操作方式，混凝土在抵抗自身和自然環(huán)境雙重因素長期破壞作用的能力就會受到很大影響。

3. 加強混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升對建筑表面的保護強度

混凝土結(jié)構(gòu)是建筑工程的基本，混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣決定建筑工程的總體質(zhì)量，對建筑工程的使用年限具有巨大影響，混凝土的損壞絕大多數(shù)因素是因為建筑表面出現(xiàn)了縫隙，漸漸延伸到建筑內(nèi)部，所以，必須加強混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升建筑的表面保護，促進建筑表面結(jié)構(gòu)的美觀性和耐久性。

3.1 在不同環(huán)境下運用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

在對建筑表面進行保護的過程中，為確保建筑物的經(jīng)久耐用，依照建筑物所處環(huán)境條件的差異，運用不同的設(shè)計手段防止環(huán)境因素對混凝土結(jié)構(gòu)的損害。依據(jù)不同的環(huán)境因素，在制作混凝土的時候，針對是否應(yīng)該適當?shù)慕档突蛟龃蠡炷恋膹姸冗M行科學合理的分析，且在制作的過程中依照設(shè)計標準嚴格執(zhí)行，以保證混凝土在不同環(huán)境條件下的耐久性。

3.2 選擇新型混凝土材料

建筑表面保護處理過程，需要選擇合適的材料，并對材料的質(zhì)量進行嚴格控制，提升建筑表面處理后的耐久性和使用壽命。對于處在容易遭到硫酸鹽腐蝕環(huán)境條件下的建筑，就要優(yōu)先考慮選用抗硫酸鹽水泥等原料；針對處在容易遭到水體質(zhì)量侵蝕環(huán)境下的建筑，就應(yīng)選用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等原料。例如：硅烷浸漬劑，在國外很多國家，高滲入型有機硅防腐劑應(yīng)用與建筑表面維護及保證建筑材料效果已經(jīng)有數(shù)十年的應(yīng)用過程，這種材料能夠有效阻止cl-1滲透，所以對防止混凝土遭到腐蝕和破壞起到了巨大影響，因此用來保護鋼筋混凝土，針對具備金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被氧化損耗的過程的化學物質(zhì)與環(huán)境溫度等外部原因具有相對較強的抵御效果，最新的硅烷浸漬劑已經(jīng)在德國公司順利研發(fā)，這種抗腐蝕材料具備低活性組分損耗、工程簡便的優(yōu)勢，可一般溫度環(huán)境下，由于硅氧縮聚反應(yīng)相對比較緩慢，所以混凝土抵抗壓力水滲透的性能還不盡人意，因此，這種材料未來的發(fā)展應(yīng)在于一般溫度環(huán)境下提升混凝土抵御壓力水滲入的效果以及加快硅氧烷縮聚反應(yīng)為目標；改性丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿，丙烯酸脂共聚乳液，指丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿中加入特別的沙漿后的丙烯酸脂共聚乳液，丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿具備優(yōu)良的抵御腐蝕、粘連、增加建筑物使用年限及保障建筑物原有性能的效果，通常應(yīng)用于避免滲水的維修及修繕工程，多應(yīng)用于化學加工工業(yè)、道路施工以及其他工程施工，此外，丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿還具備抵抗化學腐蝕的特性。改變這種膠乳原本特性之后的砂漿具備良好的低溫條件下的柔性性能，在零下20攝氏度的環(huán)境中，該材料依然可以有效地遮蓋混凝土中的細小縫隙。而且這種材料具備優(yōu)良的抵御紫外線及室外經(jīng)受氣候的考驗的性能，并具備一般溫度下自然發(fā)生干燥固化的能力，對設(shè)在面層以下的結(jié)構(gòu)層也具備很強的附著能力，這種特別的酸乳還具備極強的去水能力，通過其強大的去水能力通常應(yīng)用于橋梁的防護和修繕，及建筑物的防護和防水工程上。可這種材料的缺陷也必須得到重視，該材料在高溫環(huán)境中確保原本性質(zhì)的效果不足，高溫環(huán)境中常常出現(xiàn)回黏的情況，導致這種材料的抗污性不良，因此，丙烯酸脂共聚乳液水泥砂漿的未來的改良方向應(yīng)適應(yīng)高溫環(huán)境。

3.3 確保混凝土最低強度指標

對建筑表面保護處理中，混凝土強度十分重要。確?；炷恋膹姸纫邆湔攪栏竦目刂坪蛯彶?，尤其要依據(jù)不同的地區(qū)設(shè)定出對應(yīng)的標準，以確保建筑物在使用年限范圍之內(nèi)可以正常使用。

3.4 鋼筋混凝土保護層設(shè)計更深層次的防護

基于建筑表面保護中應(yīng)用的鋼筋混凝土構(gòu)件，要降低對鋼筋的侵蝕程度在增大混凝土保護層厚度的同時，對保護層的密實性更深層次的強化，在進行澆筑時盡可能將保護層搗實。定期的維護一定要采用合理正確的方式。

4. 總結(jié)

目前我國每年在建筑行業(yè)的投入持續(xù)增多，針對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的革新與超越日新月異。尤其是在設(shè)計施工的過程中，更加在意細節(jié)，對原材料的選用也因地制宜，但建筑表面保護技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與西方仍然存在差距，這就需要相關(guān)人員開拓進取，提出更完善的設(shè)計方案，使我國建筑的整體質(zhì)量和使用壽命獲得提升。

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