淺談混凝土耐久性

【摘要】隨著我國現代化進程的加快，基礎設施的建設成為了當今社會發展的重點。而眾所周知，目前的建筑工程主要采用鋼筋混凝土結構，其設計方法除了傳統的強度、剛度等力學性能指標設計，還要考慮耐久性、經濟性進行壽命設計。一般來說，混凝土耐久性與內外作用是有直接關系的，是各種內外因素共同下所造成的，使投入使用的建筑在安全上存在一定隱患，也會影響建筑使用壽命的長短。因此，混凝土的耐久性研究就顯得尤為重要。本文著重討論了混凝土耐久性的研究意義以及影響因素，并針對具體的工程環境給出了相應的解決措施，并展望了混凝土耐久性的未來發展方向。

【關鍵詞】混凝土；耐久性；銹蝕；碳化

1、混凝土耐久性的研究意義

結構混凝土的耐久性是指結構混凝土在服役過程中的結構穩定性。現今，我國建筑行業已經發展成為了一整套龐大而成熟的工業生產體系，然而近幾年出現了許多建筑質量問題，很多建筑存在一定安全隱患，對人們的生命和財產安全帶來了不可小覷的損失。而且對于這些缺陷建筑，經常需要花費大量的人力和物力維護以延長使用時間，這應該是工程上盡力避免的情況。

混凝土耐久性上的缺陷是造成這一現象的主要原因之一。在我國，對于混凝土的質量檢驗體系較為成熟，而對于鋼筋混凝土結構的耐久性評定和剩余壽命預測方面的標準則往往被人們忽視。如果建筑長期使用的話，其外部溫度、潮濕度、荷載等其他外部因素，都會對混凝土耐久性造成影響，進而造成建筑質量安全威脅。所以，提高混凝土耐久性勢在必行。因此，在建筑工程建設過程中，對于混凝土耐久性的研究和分析具有實際意義。

2、混凝土耐久性影響因素

2.1 氯鹽

氯鹽以氯離子的形式通過不同的方式（擴散、電遷移及虹吸等）向混凝土內部傳輸，到達鋼筋表面時，首先會不斷累積，當達到一定量時，鋼筋表面在堿性條件下形成的鈍化膜會遭到破壞，鋼筋開始腐蝕，鋼筋的有效截面積變小，承載力開始下降。由此可見鋼筋表面的氯離子臨界值濃度相當關鍵。通過文獻調查，發現混凝土在抗彎條件下，氯離子的擴散速率會加快，出于安全和經濟考慮，需采用摻加粉煤灰和細晶粒鋼筋的方案來保證其較長的壽命，且應考慮時變性因素。

2.2 凍融循環

凍融破壞是我國東北、西北和華北地區水工混凝土建筑在運行過程中產生的主要病害，對于水閘、渡槽等中小型水工混凝土建筑物，凍融破壞的地區范圍更為廣泛，除三北地區外，華東、華中的長江以北地區以及西南高山寒冷地區，均存在此類病害。混凝土凍融循環的影響因素主要有孔結構、飽水度、含氣量及降溫速率和最低凍結溫度等。通常孔隙率越大，相對含水量越多，凍融過程中體積變化就越大，即水灰比越大其抗凍性越差。在凍融循環過程中，降溫速率越大，混凝土破壞的速度和程度也就越大。

2.3 硫酸鹽

到目前為止，硫酸鹽對混凝土的侵蝕可分為物理侵蝕和化學侵蝕。物理侵蝕是由硫酸鹽的沉降結晶造成的；而化學侵蝕與鈣礬石及石膏的生成有關。

2.4 碳化

混凝土碳化是混凝土所受到的一種化學腐蝕。空氣中 氣體滲透到混凝土內，與其中的堿性物質發生化學反應后生成碳酸鹽和水進而使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化，又 稱 為 中 性 化，其 化 學 反 應 為： 。碳化使混凝土的堿度降低，當碳化超過混凝土的保護層時，在水與空氣存在的條件下，就會使混凝土失去對鋼筋的保護作用，導致鋼筋生銹。

3、提高混凝土耐久性的措施

混凝土的耐久性要求主要應根據工程特點、環境條件而定。工程上主要應從材料的質量、配合比設計、施工質量控制等多方面采取措施給以保證。

首先應該預防鋼筋的銹蝕，常用的方法有環氧涂層鋼筋，采用靜電噴涂環氧樹脂粉末工藝在鋼筋表面形成一定厚度的環氧樹脂防腐涂層。此外，在混凝土表面涂層也是簡便有效的方法。還可摻加高效減水劑，在保證混凝土拌和物所需流動性的同時，盡可能降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔隙率，特別是毛細孔隙率大幅度降低。其次，應盡量避免或減輕堿集料反應，嚴格控制混凝土中的總堿含量以保證混凝土的耐久性。外加劑特別是早強劑帶來高含量的堿，為預防堿集料反應，在設計上應對外摻劑的使用提出要求。此外，加強管理施工、合理選擇原材料也能有效地提高混凝土的質量，改善耐久性能。

4、今后混凝土耐久性研究的方向

如何建立鋼筋混凝土結構的全生命周期內的優化決策模型，從而為設計人員進行全壽命周期的優化設計提供依據，并根據決策過程得到結構的壽命，是今后耐久性研究的方向之一；如何在單因素作用下鋼筋混凝土強度衰減模型的基礎上，建立多因素作用鋼筋混凝土的強度衰減模型，進而建立構件抗力衰減模型，是今后混凝土耐久性研究的第二個方向；對同類結構的壽命進行調查研究和統計分析，得出此類結構壽命的概率統計模型，是今后混凝土耐久性研究的第三個方向。

結語：

當今社會，建筑行業飛速發展。人們漸漸開始關注建筑物的質量和耐久性能，而不知一味地追求數量，這就對混凝土耐久性能的研究提出了要求。只有提高混凝土耐久性，才能有

效提高混凝土建筑使用年限。而僅今年的環境污染、溫室效應導致的氣候變暖和生態惡化也對用量最大的混凝土材料提出了可持續發展要求。混凝土的耐久性問題是涉及多因素綜合作用和壽命周期全過程的復雜問題，要實現基于數學模型的定量分析和設計還需要做大量的科學研究工作。

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作者簡介：

黨大智，重慶大學。