論混凝土結構的耐久性問題

張凱軍 黃記

摘 要：混凝土結構的耐久性問題日益引起人們的重視，它的影響因素繁雜不僅關系到結構的外界環境、結構的施工質量還涉及建筑材料的選用和結構的設計構造。本文通過列舉幾個常見的耐久性影響因素，深入的介紹其作用機理并提出相應的解決措施。詣在讓人們更深入了解混凝土結構的耐久性。

關鍵詞：耐久性；影響因素；機理；解決措施

1 前言

隨著社會經濟的迅猛發展，我國城市化率越來越高。各種摩天大樓及大型公共設施如雨后春筍般的出現。由于混凝土的經濟、取材方便等特點使得混凝土成為建筑過程中絕對的主角。現在很多人調侃道生活在城市里，就如同生活在鋼筋混凝土的叢林之中。這也反映出鋼筋混凝土在當今社會中的重要性。混凝土結構雖然優點很多，但也存在一個很要命的問題—混凝土結構的耐久性問題。由于前些年我國建筑業普遍不太重視耐久性問題，導致我國在這方面的發展遠遠落后于西方發達國家。我們為此也付出了沉重的代價。混凝土結構耐久性問題往大了說關系到國家經濟發展往小了說關系到我們每個人的生活。因此解決混凝土結構耐久性問題意義重大。

2 影響耐久性的因素、機理及其解決措施

2.1 鋼筋的銹蝕

普通混凝土構件帶裂縫工作是普遍存在的現象，當裂縫或空隙中有充足的O2和H2O時，鋼筋會發生銹蝕，鋼筋銹蝕會引起體積膨脹導致混凝土產生縱向裂縫甚至保護層脫落。同時，鋼筋的有效工作面積減小且鋼筋與混凝土之間的粘結力下降導致結構的承載力大大下降。因此，鋼筋銹蝕的后果很危險。作用機理：鋼筋的銹蝕是電化學反應，在陽極Fe失電子變成Fe2+；在陰極H2O和O2發生還原反應生成OH-，在同一環境中，Fe2+與OH-反應生成Fe（OH）2，Fe（OH）2在的O2作用下生成Fe2O3.nH2O，即鐵銹。解決措施：①遏制電化學反應②提高抗滲性，減小水灰比③適當提高混凝土保護層厚度④在鋼筋表面設置保護層；⑤混凝土表面涂保護層

2.2 混凝土的腐蝕

混凝土的腐蝕一般包括兩方面，混凝土的碳化和氯離子的侵蝕。機理：混凝土的碳化就是外部的CO2與混凝土內部的堿反應，使其PH值下降，進而鋼筋表面鈍化膜破壞最終造成鋼筋銹蝕；氯離子的侵蝕是在O2和H2O充足的條件下通過與Fe2+發生一系列反應，最后生成鐵銹。可以看出混凝土的腐蝕對混凝土的損害并不大其主要是對內部鋼筋的傷害。所以此解決措施和鋼筋銹蝕的解決方法基本一樣。

2.3 凍融破壞

混凝土內部不可避免的存在大量的毛細孔，當毛細孔含水量較多時，混凝土結構易發生凍融破壞。混凝土凍害機理：現在有兩種假說首先靜水壓力假說即孔中結冰的水或溶液體積膨脹壓迫未結冰的水或溶液遠離冰凍區，這就產生水壓力，當水壓力超過混凝土的抗拉強度時混凝土破壞。第二，滲透壓假說即當毛細孔中水或溶液凍結時，未凍結的水或溶液向其移動，產生滲透壓，最后導致混凝土開裂破壞。這兩種假說剛好相反，它們各自存在著不同的問題，目前仍在研討之中。解決措施：①在混凝土中摻入引氣劑或減水劑②嚴格控制水灰比，降低混凝土的滲透性，提高其密實性③注意混凝土的早期養護，提高混凝土的抗凍性能。

2.4 堿—骨料反應

由于水泥水化的原因，混凝土內部毛細孔中溶液呈堿性。當混凝土中存在一些堿活性骨料，毛細孔中的堿性溶液就會與堿活性骨料發生化學反應，生成凝膠體，可吸水膨脹。造成混凝土的損壞。堿活性骨料主要為硅酸類物質，堿與硅酸反應生成硅酸鹽凝膠，凝膠吸水膨脹導致混凝土破壞。堿溶液堿性越強凝膠吸水能力越強，膨脹越劇烈；也有研究認為是在混凝土內部產生水壓力導致混凝土的破壞。這兩種說法互為補充。解決措施①保持混凝土的干燥性，在無水條件下凝膠體不會發生吸水膨脹。②降低水灰比，提高抗滲性。③使用含堿量較低的水泥，同時減少骨料中的活性物質；

2.5 酸與堿對混凝土結構的腐蝕

當酸性溶液侵入混凝土時，會與Ca（OH）2反應，加速Ca2+的流失導致混凝土的強度降低；也會和3534173.png反應生成硅膠，吸水膨脹造成混凝土的開裂；強酸可以與鋼筋直接發生反應，造成鋼筋的損傷；酸溶液中的CO32-和SO42-對混凝土的侵蝕尤為嚴重；堿溶液對混凝土結構一般不產生損害，但當堿溶液達到一定濃度時會發生堿骨料反應和結晶侵蝕；解決措施：①無論是酸還是堿都離不開水，保持混凝土結構所處環境的干燥②提高混凝土的抗滲性能③控制裂縫的寬度，降低反應的效率；

3 結語

以上僅僅是對幾種常見的耐久性影響因素的分析，還有很多因素沒有談到比如鹽類的結晶、硫酸鹽的侵蝕....對于混凝土結構耐久性問題，我們無法從單一的角度去解決它。唯有思想上重視，設計中考慮全面，施工中認真負責，使用中合理得當，混凝土結構才能最大限度的發揮自身的潛力，為人類造福。任重而道遠，這需要我們每個人的參與付出。

參考文獻

[1]MINDESS S等.混凝土[M].吳科如，張雄，姚武，張東譯。北京：化學工業出版社，2005