摘要：钢筋混凝土结构是应用非常广泛的一种结构形式，但由于其结构自身和使用环境的特点，使得混凝土结构经常存在严重的耐久性问题。
关键词：混凝土；耐久性；影响因素；改善措施
引言：混凝土结构的耐久性是指混凝土结构对破坏过程的抵抗能力。由于混凝土的缺陷,环境中的水及侵蚀性介质可能渗入混凝土内部,产生碳化、冻融、锈蚀而影响结构的受力性能。混凝土结构的耐久性问题表现为：混凝土损伤；钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀；钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱三个方面。对短期而言,这些问题影响结构的外观和使用功能；从长远看,则会降低结构安全度,影响使用寿命。
1.影响混凝土结构耐久性的主要因素
1.1内在因素
混凝土材料的自身特性、混凝土结构的设计与施工质量是决定其耐久性的内因。混凝土的材料组成直接影响混凝土结构的耐久性；混凝土的外表缺陷会造成水分和侵蚀性物质渗入,与混凝土发生物理化学作用,同样影响其耐久性。
1.2外界影响因素
混凝土结构所处的环境条件和防护措施,是影响混凝土结构耐久性的外因,主要有:（1）混凝土的碳化：指混凝土中的氢氧化钙与渗透进混凝土中的二氧化碳和其它酸性气体发生化学反应的过程。碳化的实质是混凝土的中性化,碱性降低,钢筋的钝化膜破坏,在水分和其它有害介质侵入的情况下,钢筋就会发生锈蚀。（2）氯离子的侵蚀：这是氯离子从外界环境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯离子的主要来源,氯离子对混凝土的侵蚀属于化学侵蚀,对结构的危害是多方面的,但最终表现为钢筋的锈蚀。（3）碱-骨料反应：一般指水泥中的碱和骨料中的活性硅发生反应,生成碱-硅酸盐凝胶,并吸水产生膨胀压力,造成混凝土开裂,且很难加以控制。碱-骨料反应一旦开始,一般不到两年就会使结构出现开裂。（4）钢筋腐蚀：钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素。钢筋腐蚀伴有体积膨胀,使混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝,造成钢筋与混凝土之间的粘结力破坏,钢筋的有效截面积减少,结构构件的承载力降低,变形和裂缝增大等一系列不良后果,并随时间的推移,腐蚀会逐渐恶化,最终可能导致结构的完全破坏。值得注意的是,几乎所有侵蚀混凝土和钢筋的作用都需要有水作为介质。混凝土结构开裂后,腐蚀速度将大大加快,耐久性将进一步恶化。在影响混凝土结构耐久性的诸多因素中,钢筋锈蚀危害最大,混凝土保护层碳化和开裂是钢筋锈蚀的前提,水分、氧气的存在是引起钢筋锈蚀的必要条件。
2.提高混凝土耐久性的措施
如上面所分析的，不论是上述哪一种因素主导着混凝土的劣化过程，其共同点是混凝土内有充足的水分和其他有害物质的侵入。要提高混凝土耐久性，满足耐久性要求，必须降低混凝土的孔隙率，特别是降低毛细管孔隙率，即混凝土必须有足够的密实性并且不出现有害裂缝，从而能够抵抗水分和侵蚀性介质的渗入。针对影响混凝土耐久性的因素，采取的措施多种多样，归纳起来主要有以下几点：
2.1提高混凝土抗碳化能力
碳化对混凝土结构耐久性影响主要是使混凝土碱度降低，进而钢筋脱钝、锈蚀。为此必须减小、延缓混凝土的碳化。钢筋外留下足够的混凝土保护层厚度是简单有效的方法；混凝土配合比将影响碳化速度，足够的水泥用量、降低水灰比、采用减水剂都可减缓碳化速度。此外，提高混凝土密实性、增强抗渗性、对混凝土采用覆盖面层等措施可减缓或隔离CO2向混凝土内部渗透，大大提高混凝土抗碳化能力。
2.2预防侵蚀性介质的腐蚀
在我国侵蚀性介质对混凝土结构危害最严重的应是氯盐的影响。提高混凝土抗氯离子渗透能力的措施是限制水灰比，保证最低水泥用量以确保碱度，掺入适量优质掺和料（粉煤灰、磨细矿渣、硅灰）等。
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2.3减轻混凝土碱集料反应
混凝土碱集料反应危害很大，而且一旦发生很难修复。但在我国
由于碱集料反应引起开裂的实例很少见。这是因为我国混凝土强度等级较国外低，水泥用量少，总碱量低。另外，我国水泥中普遍掺15%以上碎矿渣、粉煤灰、沸石粉等混合料，有效抑制了可能发生的碱集料反应。但随着混凝土强度提高，水泥用量增加，同时水泥生产工艺的改变，混凝土含碱量已在明显提高。由于大量基建项目的兴建，骨料来源减少，劣质骨料可能被采用，施工队伍素质等问题也将提高碱集料反应几率，故应采取有效预防措施。避免碱——集料反应的方法可采用：①尽量避免采用活性集料；②限制混凝土的碱含量；③掺用混合材料。
2.4钢筋锈蚀的预防
对钢筋锈蚀问题，可以采用的表面保护措施有：环氧涂层钢筋，采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层，这种钢筋保护层即使氯离子、氧等大量侵入混凝土时也能长期保护钢筋使其免遭腐蚀。另外，在混凝土表面涂层也是简便有
效的方法，涂料应是耐碱、耐老化和与钢筋表面有良好附着性的材料。除此之外，自20世纪60～70 年代起，国内外都开始在混凝土拌和物中掺入亚硝酸钠作为预防恶劣条件下钢筋腐蚀的补充措施。另外，还可掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需流动性（工作性）的同时，尽可能降低用水量，降低水灰比，使混凝土的总孔隙率，特别是毛细孔隙率大幅度降低。掺入高效活性矿物掺料，如硅灰、粉煤灰等，改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成，使水泥石结构更为致密，有效地阻断可能形成的渗透通道，提高混凝土强度，增强混凝土自身抵抗环境侵蚀破坏的能力等。
2.5加强混凝土配合比设计
强调以降低混凝土水胶比，而不是片面强调水泥的高强、早强为
选用原则。减小水胶比是改善混凝土耐久性的重要方法，现在一些大体积混凝土一般采用低水胶比的碾压混凝土，三峡工程的大坝就是采用这样的技术。同时，还应加强混凝土组分中粗、细骨料的均质性、稳定性；较好的骨料粒型（针片状较少）、级配合理、强调不同组分之间的相容性和超叠效应，而不是单个组分的品质；水泥和高效减水剂之间必须要做相容性实验。
2.6防止混凝土产生裂缝
因为混凝土有裂缝之后，耐久性将大大降低。资料表明，近几十年来，基础桥梁、隧道等部位产生的大量裂缝和干燥收缩的关系不是最重要的，水化热及温度变化已经成为混凝土开裂的主导原因。因此防止混凝土裂缝提高混凝土的耐久性，降低混凝土的水化热尤为重要，而降低水化热的办法可以采用降低混凝土新拌温度；加入一定比例的粉煤灰可以提高混凝土的粘聚性，同时产生胶凝反应对混凝土有内养护作用，从而改善抗裂性能减少收缩，延缓早期强度发展率。
结束语：目前，混凝土结构耐久性问题已十分严重，这应该引起每一名从业人员的高度重视。从设计方面，应进一步明确使用年限，针对影响混凝土结构耐久性的主要因素，结合工程具体情况，采取相应的措施。为保证混凝土结构耐久性，还应对施工提出详细要求。同时，应该大量使用新技术、新成果来改善、提高混凝土的耐久性，延长混凝土工程的使用寿命。
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[4]林中龙.混凝土结构钢筋的锈蚀检测技术探讨[J].广东土木建筑,2003,(4)
论文作者:伍胜
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/26
标签：混凝土论文; 耐久性论文; 钢筋论文; 混凝土结构论文; 锈蚀论文; 骨料论文; 水泥论文; 《基层建设》2017年4期论文;