结构混凝土的耐久性问题探讨

摘 要：对结构混凝土耐久性的影响因素进行了分析，介绍了混凝土耐久性的定义，并提出了几点提高耐久性的技术方法。在分析了混凝土耐久性特点的基础之上，总结了对于耐久性的认识，以便引起相关人员对混凝土耐久性的重视。目的仅在于为今后类似工程提供参考依据。

关键词：结构混凝土；耐久性；问题；加固；技术措施

1 概述

大量的工程实例调查显示水泥混凝土结构产生裂缝是可以预防和治理的。但这种可防可治应该从源头抓起，目前在工程施工中推广的商品混凝土泵送免振施工工艺中的问题也很多，所以工程一开始就要对所用的商品混凝土进行质量检测、跟踪检查，从商品混凝土的原材料选用，混凝土的配合比、水灰比等进行逐项检查，并通过试验研究来确定适合工程应用的商品混凝土。一定要对混凝土制作和施工的各个环节抓细抓深，另外从施工、养护、设计、构造等方面加以控制。结合工程实践经验就混凝土结构的耐久性和混凝土裂缝的可防、可治方面谈谈一些看法。

2 结构混凝土耐久性影响结构的可靠度

随着建筑服役时间的增长，老旧建筑物日益增多，结构的耐久性问题必将更加引人关注。与此相适应，结构损伤与破坏的检测、鉴定评估和修复加固等将逐步成为一种重要的工程实践活动。值得注意的是，虽然结构的耐久性与材料，特别是混凝土材料的耐久性密切相关，但是结构的耐久性问题所涉及或涵盖的范围显然要大于材料的耐久性。结构意味着不同材料的搭配、组织、结合或者复合。不同材料的结合部位往往正是影响结构耐久性的薄弱点。据统计，结构的维修投资在发达国家逐年增加，有的已达到甚至超过新建工程的投资。结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的能力称为结构的可靠度。结构的基本功能是由其用途决定的，包括结构的安全性、适用性和耐久性。因此，结构的耐久性也是影响结构可靠度的重要因素。社会经济发展的需求，导致了混凝土结构的大量使用。随着混凝土结构的广泛应用，其使用环境日益多样化；由于工业污染日益加剧，混凝土结构受到环境侵蚀的危害性也日益增加，因此混凝土结构的耐久性与使用寿命问题，正在成为土木工程领域普遍关注的问题。有关已有结构的适用性、耐久性问题将更加突出，结构的鉴定评估、维修、改造、加固等工程项目会成为建设项目的重要组成部分。另一方面，随着经济和社会的发展，人们对建筑的要求越来越高，对结构耐久性的要求也会越来越高，因此研究结构的耐久性具有重要的现实意义。

3 提高水泥混凝土结构耐久性的途径

（1）严格遵守规范与设计。谓高耐久性混凝土在严格的术语意义上并不能完全等同于特种、高强、高性能混凝土，但是目前人们在概念上一般还是将其混同于特种混凝土或高强、高性能混凝土。特种混凝土系相对于普通混凝土而言，其对原材料的质量、配合比和施工技术有更高的要求。特种混凝土一般具有快硬、高强、改性复合、抵抗侵蚀能力高等特点。常见的特种混凝土有防水混凝土、防火混凝土、耐酸混凝土、耐磨混凝土、聚合物混凝土、浸渍混凝土和膨胀混凝土等。混凝土结构设计和施工规范中的有关规定，如混凝土结构的最小保护层厚度、混凝土的水灰比限制、混凝土的施工质量控制等，实际是耐久性设计与施工的内容。重要的或处于较恶劣环境下的混凝土结构对结构耐久性的要求，并不比对结构安全性的要求低。由于对结构耐久性问题考虑不充分，给结构造成重大损失的工程事例并非少见。在设计与施工中采取可靠的方法和有效的措施，提高结构的耐久性，对提高结构的可靠度和使用寿命有重要的意义，也会显著地提高结构的长期使用效益。

（2）结构混凝土保护措施。高强、高性能混凝土的耐久性一般优于普通混凝土，因为高强、高性能混凝土的密实性和抗渗性远远高于普通混凝土。混凝土的渗透性是水分、气体、化学离子等通过混凝土向其内部扩散、渗透的能力。显然，混凝土的抗渗透性越差，则有害物质的侵蚀速度就越快，侵蚀程度深，混凝土的耐久性差；反之，则耐久性好。混凝土的渗透性不仅影响化学侵蚀作用的程度，而且影响物理作用的程度。如混凝土的可渗透性越高，混凝土抵抗冻融循环破坏的能力和耐磨能力就越差。一般混凝土结构表面的水泥砂浆面层和各种装饰性面层对混凝土结构都有一定的保护作用，可以延缓混凝土的碳化速度，推迟混凝土中钢筋的腐蚀时间。除此之外，对一些特殊环境下使用的混凝土结构，还需要应用耐酸、耐碱等特种混凝土或混凝土面层对混凝土结构加以保护。有些结构需要使用一些特殊的化学涂层或保护方法来避免或延缓混凝土中钢筋的腐蚀，提高混凝土结构的耐久性，降低结构的正常维护、维修费用。同其他事物一样，要保证结构具有良好的使用性能，而且经久耐用，经常性的维护、维修也是十分重要的。良好的维护、定期的维修，不仅有助于提高结构的耐久性，而且可以避免发生大的工程隐患和酿成大的工程事故，减小经济损失。混凝土结构的耐久性不仅与结构的设计、施工、材料选择、防护措施、使用维护等有关，也与建筑或结构的某些处理与做法有关，如建筑的防水和保温处理方法等也会影响混凝土结构的耐久性。防水处理的好坏不仅影响建筑的使用功能，而且影响混凝土结构中钢筋的腐蚀情况和混凝土的冻融损伤情况。

4 结构的安全性与耐久性

任何结构必须满足安全性与耐久性的要求。结构的安全性对应于结构的承载力极限状态，结构的耐久性对应于结构的正常使用极限状态，因此结构在荷载作用下的性能不是结构耐久性讨论的问题。但有些荷载作用对结构的影响，既要进行结构受力分析，又要考虑其对结构耐久性方面的影响，如波浪对结构的作用，车辆对道桥的作用，甚至高密度大交通流量对于路面以及过街桥涵的影响作用等。分析和设计水工结构时，不仅要分析波浪对结构的动力作用，而且还要考虑波浪对结构的冲蚀问题。前者属结构受力分析问题，后者属结构耐久问题。车辆对桥梁结构的作用也是如此。

（1）结构耐久性分析。一般不需考虑结构是否处于受力状态，以及结构承受荷载的大小。可以说结构的安全性与结构的耐久性是描述结构可靠性能的两个相对独立的指标。但混凝土结构上的裂缝将影响结构的耐久性，而有些裂缝是由荷载产生的。如果从耐久性的角度观察，裂缝总是有害的。结构的安全性可由结构的静动力分析和承载能力验算得到，结构耐久性的评价则要综合分析结构的材料组成和结构所处的环境因素才能取得，因为影响结构耐久性的因素比较复杂，而且到目前为止，有关的研究工作还十分薄弱，所以关于结构的耐久性需要进行更多的概念性的分析，从定性的角度来界定范围。除了细致观察、认真研究各个单一因素对混凝土结构耐久性的作用外，更要通盘考虑各种因素综合作用的影响。但是有些因素既能对结构的受力性能产生影响，又能对结构的耐久性产生影响，如结构的设计、施工质量等。结构耐久性的降低引起结构损伤，也必然引起结构受力性能的退化，最终导致结构破坏而丧失使用功能。

（2）结构的设计基准期。结构的正常使用寿命。在同样的环境下，结构的耐久性决定了结构的使用寿命。为提高建筑的耐久性，可适当提高初始可靠度，增加提高结构耐久性的措施，降低结构可靠度随时间的衰减速度，从而提高结构的耐久性，延长结构的使用寿命。

5 结语

目前我国在混凝土结构的设计与施工中，对耐久性的重视程度远没有对安全性的重视程度高，一方面影响混凝土结构耐久性的因素较多，而且涉及的知识较多；另一方面，研究混凝土结构的耐久性问题，需要较长的周期，试验条件的模拟也较困难，有些试验研究项目迄今为止还没有统一的试验方法和标准。现实情况是，有关混凝土结构耐久性问题缺少比较完善的、系统的研究资料和工程调查资料。因此，加强对混凝土耐久性的研究有着十分重要的意义。

参考文献

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