环境工程中混凝土结构耐久性设计与应用

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摘要：混凝土在现代建筑中的使用数量越来越多，混凝土的质量直接影响到建筑物的质量，现阶段人们对混凝土施工质量的关注度也越来越高，在环境工程构筑物大都是混凝土结构，混凝土结构的耐久性决定了环境工程的安全性。本文主要就混凝土结构的耐久性设计进行分析，以期给环境工程相关部门改进工作提供一些有益借鉴。 

关键词：环境工程；混凝土；结构耐久性；设计  abstract: the concrete in the use of modern building more, quality of concrete directly affect the quality of the buildings, the people to the attention of the concrete construction quality more and more is also high, in environmental engineering structures are mostly concrete structure, the durability of the concrete structure determines the environmental engineering safety. in this paper, the durability of the concrete structure design are analyzed, and the related to environmental engineering department to improve working to provide some beneficial reference.  keywords: environmental engineering; concrete; durability; design  混凝土在现代建筑中的使用数量越来越多，混凝土的质量直接影响到建筑物的质量，现阶段人们对混凝土施工质量的关注度也越来越高，在环境工程中有很多构筑物都是混凝土结构，混凝土结构的耐久性决定了环境工程的安全性。在混凝土的制作过程中，影响混凝土耐久性的因素比较多，诸如温度、湿度等都可能影响混凝土的质量。现阶段在建筑设计中提高混凝土构件的主要原则是通过构件类型的结构布置达到外部环境对其自身结构的承重力减轻，这类混凝土结构设计一方面可以保证环境工程施工的方便，如果后期混凝土构件出现问题，也比较容易解决；另一方面可以保证环境工程的质量。  一、环境工程中混凝土结构耐久性设计概况  现阶段在环境工程中提高混凝土结构耐久性的设计原则是混凝土使用的结构布置、结构类型以及结构构造应该有利于减轻或者阻挡环境对混凝土结构的负面作用，保证施工质量的同时方便施工，而且方便以后对工程进行检查和维修；在混凝土的制作过程中，应该严格依照相关规定进行配料、施工，一方面应该选择可以改善混凝土密实性和抗裂性的水泥和骨料等原材料，以保证混凝土质量；与此同时应该尽可能减少混凝土的拌合水用量，掺合料的搭配比例应该严格依照相关标准进行；另一方面施工人员可以增加钢筋的混凝土保护层厚度，避免氯盐和水等有害物质接触混凝土，及时进行排水，注重混凝土养护。此外，应该立足于混凝土的耐久性，提出混凝土施工质量的标准，尤其是对混凝土养护过程中温度和湿度的控制，对于可能受到环境影响的重要工程，施工单位可以使用多重保护措施，在一种保护措施失效之后可以及时启动第二项保护措施，例如在混凝土结构出现锈蚀之后，应该及时对其进行阴极保护。  随着现代混凝土施工工艺的不断发展进步，混凝土的耐久性相比之前已经有了很大程度的提高，特别是很多抗压抗冻或者防水混凝土的使用，在某种程度上提高了建筑物的质量，然而，随着工业生产的发展，大气中含有的各类有害物质也不断增加，如何进一步加强混凝土结构的耐久性设计成为相关部门研究的重要课题。  二、影响混凝土耐久性的因素分析  1.混凝土的质量  混凝土的质量是影响环境工程建筑物中混凝土结构耐久性的重要因素，混凝土质量的提高需要施工人员不断提高混凝土的密实性，从而减少有害物质对混凝土结构的损害。混凝土的设计等级强度以及水灰比是影响混凝土质量的关键，混凝土中拌合料大都含有一定的碱性化学元素，这些化学元素会在自然环境中因为受潮等原因发生化学反应，最后导致混凝土产生裂缝，影响建筑工程质量。所以在混凝土设计时，施工人员需要依照混凝土的使用环境和粗骨料的使用情况进行分析，确保在混凝土的拌合过程中，提高混凝土的质量，增强混凝土的耐久性。此外，混凝土钢筋的腐蚀主要是受水与氯气离子之间化学反应的影响，在进行混凝土设计时，施工人员需要依照混凝土施工环境的不同降低或者限制混凝土中氯离子的含量。  2.混凝土的使用环境  混凝土的使用环境是影响混凝土耐久性的又一重要因素，通常情况下，混凝土的使用环境决定了混凝土的使用年限。我国《钢筋混凝土结构设计规范》对混凝土使用环境有较为详细的说明，而且将混凝土的使用环境分为海水环境、潮湿环境、空气中含有氯气离子环境、室内环境等几类。这些混凝土的经常使用的环境，是对混凝土耐久性考验的最基本环境，所以施工单位只有在混凝土设计制作时充分掌握混凝土使用环境的具体参数以及混凝土的具体功能，才能确保混凝土结构设计的合理性，才能提高混凝土结构的耐久性，保证环境工程质量。在进行混凝土结构设计时，相关人员应该严格依照《钢筋混凝土结构设计规范》相关标准进行设计，例如，对于一类环境中的混凝土设计标准，混凝土的耐久度应该是100年，对于二三类环境的混凝土耐久性标准不仅应该确保是100年，而且还应该保证混凝土具有一定的防腐性能。  三、混凝土结构的耐久性设计  混凝土结构的耐久性，不仅与混凝土自身的原料、密实度以及抗渗性相关，而且与混凝土的使用环境有密切联系，为此，为了提高环境工程中混凝土结构的耐久性，施工单位应该依照具体情况，采取相应的措施，提高混凝土的耐久性。  1.严格混凝土制作工艺  为了提高混凝土结构的耐久性，混凝土的拌制最好使用裹砂石法、裹砂法、二次搅拌法等，通过这些施工工艺来提高混凝土的强度，减少混凝土的用水量，提高混凝土拌合料的保水性；大体积混凝土的浇筑振捣应该严格控制混凝土的收缩裂缝和温度裂缝，制定混凝土浇筑振捣制度，重视混凝土振捣之后的表面工序，提高混凝土的抗渗性和密实度，注意混凝土的后期养护工作。混凝土施工过程中对混凝土质量的控制，对减少混凝土的表面裂缝，提高混凝土的耐久性具有重要作用，为此施工单位一定要加强混凝土的施工质量管理，特别是在冬期施工时应该注意采取特殊的保温措施。  2.制定合理的混凝土配合比  混凝土的结构设计应该按照混凝土的使用环境设计相应的保护层，尽量防止外界介质渗入混凝土内部腐蚀混凝土钢筋，混凝土的结构节点构造设计应该考虑构件局部受损之后混凝土的整体耐久力。此外，混凝土配合比的设计与混凝土的强度和耐久性密切相关，为了保证混凝土的强度，施工人员应该尽量减少水泥和水的用量，降低水泥水化热，提高混凝土的密实度，并通过合理的引气剂和减水剂，改善混凝土的内部结构，提高混凝土的耐久性。  3.注重混凝土原材料的选择  首先是对混凝土掺合料和集料的选择，集料的选择应该考虑集料自身的碱活性，选择合理的级配，注重改善混凝土拌合物的和易性，同时应该防止碱集料反映造成的各种危害，以及集料的吸水性和耐蚀性。依照长期的混凝土制作经验，矿渣、粉煤灰以及硅粉等混合材料可以有效提高混凝土的耐久性能，填充混凝土的内部空隙，而且高掺量混凝土可以抑制碱集料的反映，所以施工人员可以通过掺加各种有效集料的方式来提高混凝土的耐久性。  其次是对水泥的选择，水泥石构成混凝土结构的主要材料，混凝土质量的高低与水泥的质量有着直接的联系，而水泥的强度大小是通过水泥砂浆的樱花以及凝结形成，水泥石受损会直接破坏混凝土的耐久性，为此，施工人员在选择水泥时应该注意水泥品种的性能，尽量选择耐热性、水化热低、含碱量少、抗腐蚀性好、干缩性校以及抗冻性较好的水泥，环境工程中混凝土水泥的选择，还应该考虑工程的具体性能，在很多情况下，环境工程的性能要比混凝土的强度更重要，而且水泥强度并不是决定混凝土性能和强度的唯一指标，例如如果使用较低标号的水泥，也可以配置出具有高标号的混凝土。  结语：  混凝土结构是现阶段环境工程建设中的主要结构形式，只有充分保证混凝土结构的耐久性设计，才能确保环境工程的安全持续运营，才能保证我国环境工程的长期可持续发展。  参考文献：  [1]李毅.环境工程构筑物的混凝土结构耐久性设计及应用[j].上海环境科学, 2009(02).  [2]于小俸,谢建军.抗冻盐对混凝土强度及耐久性影响研究[j].工程建设, 2010(02).  [3]王君.混凝土耐久性及提高措施[j].黑龙江科技信息, 2011 (12) .  [4]王庆.混凝土耐久性试验研究与应用[j].山西建筑, 2011(27) .