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摘要：在混凝土技术的发展进程中一定要坚持可持续发展原则，尽可能的提高混凝土使用寿命，而改善混凝土结构的耐久性能无疑是其中最有效的手段，是需要大家足够重视和大力提倡的。本文分析了影响混凝土结构耐久性的因素，探讨了提高建筑施工中混凝土耐久性的具体措施。
关键词：建筑施工；混凝土；耐久性；措施
Abstract: in the course of concrete technology must adhere to the principles of sustainable development, improving the concrete service life as much as possible, and to improve the durability of concrete structure is undoubtedly one of the most effective means, it is to need you paid enough attention and energetically advocate. This paper analyzes the factors affecting the durability of concrete construction, and discusses how to improve the durability of concrete construction of the specific measures.
Keywords: building construction; Concrete; Durability; measures
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
结构耐久性是指结构在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。 混凝土结构耐久性设计是在考虑影响混凝土结构耐久性的内外因素下，将结构的可靠性问题沿时间坐标轴展开，使新设计的结构可靠性在规定的目标使用期内不低于规范要求，即无需花费大量的资金维修与加固 。目前工程设计人员对混凝土结构耐久性设计意识不强的情况在国内外普遍存在。
随着时间的流逝，大量的混凝土结构进入维修、 加固阶段，混凝土耐久性问题变得更加的严峻，有关混凝土结构的耐久性问题已经不得不引起了国内外学术界和工程界的极大重视。
一、影响混凝土结构耐久性的因素
1、混凝土的碳化混凝土中水泥石含有氢氧化钙而呈碱性,其在钢筋表面形成碱性薄膜而保护了金属钢筋免遭酸性介质的侵蚀,起到“钝化”保护作用。但大气中存在的酸性介质及水通过各种孔道、裂缝而渗入混凝土, 可以中和这种碱性。混凝土碳化的速度十分缓慢,并且与混凝土的质量,环境条件等因素有关。几十年的时间碳化深度才达到钢筋的表面,从而消除钢筋表面的钝化膜——脱钝,使钢筋的锈蚀成为可能。
2、化学侵蚀水可以渗入混凝土内部,当其中溶入有害化学物质时,即对混凝土的耐久性造成影响更大。酸性物质对水泥水化物的侵蚀作用最大,酸性侵蚀的混凝土呈土黄色,水泥剥落,骨料外露。此外,浓碱溶液渗入结晶使混凝土被胀裂和剥落;硫酸盐溶液渗入后与水泥发生化学反应,体积膨胀同样会造成混凝土破坏。
3、冻融破坏混凝土的抗冻性与其孔结构密切相关,混凝土孔隙率和孔径分布,决定了孔溶液的冰点和结冰量。结冰的孔溶液量越多,混凝土内部所受到的静水压力越大,混凝土遭受的冻害越严重。混凝土水化结硬后,内部有很多毛细孔。低温时水分因结冰产生体积膨胀,引起混凝土内部结构破坏。反复冻融多次,就会使混凝土的损伤累积达到一定程度而引起结构破坏。
4、温湿度变化的影响混凝土会热胀冷缩,同样也会在干燥失水时收缩而在泡水浸润后膨胀。这种作用的交替进行,特别在骤然发生时(如夏季阳光暴晒下的混凝土受骤雨的冲刷),会因混凝土表层及内部体积变化不协调而产生裂缝。这些因膨胀不均而引起的损伤日积月累,导致混凝土内部组织的破坏,最终会削弱结构抗力。
5、混凝土的碱集料反应混凝土集料中的某些活性矿物质与混凝土微孔中的碱性溶液产生化学反应。产生的碱、硅酸盐凝胶,吸水膨胀,体积增大,从而导致混凝土的剥落、开裂、强度降低,甚至破坏,而目前尚未有有效的修补方法,故被形象称为混凝土的“癌症”。
6、机械和生物作用反复的机械作用(磨损、冲刷等)会削弱混凝土结构,天长日久以后因损伤积累而影响抗力。其余如冲撞,碰击等也会影响混凝土结构,生物的腐蚀作用也不能忽视。苔藓及攀附生物对结构混凝土的损伤常见于城市排污工程及海洋工程。
二、提高建筑施工中混凝土耐久性的具体措施
1、合理的结构设计和构造措施是提高混凝土耐久性的基础。设计时，要在充分考虑建筑结构满足使用功能的前提下，尽量使结构设计简单、规整。由于外界环境中的侵蚀介质很容易在构件的突出处或棱角侵入混凝土，因此，设计时要充分考虑到结构的布置、形状、排水、接缝以及地基处理。结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力。结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度。
2、水泥类材料的工程性能和强度，主要是通过水泥砂浆的凝结、硬化形成的，一旦水泥石受损，混凝土的耐久性就会被破坏。因此，水泥的选择要注意水泥品种的具体性能，并结合工程的实际情况，要选择高标号、水化热低、碱含量小、干缩性小、抗水性、耐热性、抗冻性、抗腐蚀性好的水泥。
3、為配置具有高耐久性能的混凝土，可掺加部分粉煤灰或细磨矿渣或硅灰等骨料，其有助于改善混凝土内孔结构、填充内部空隙、提高密实度、改善混凝土性能。对混凝土的骨料，也应同水泥一样，进行合理的选择，除要求具有足够的强度和质地坚硬外，还必须具有稳定的物理性质和化学性质。
4、加强施工质量控制。首先，混凝土的配合比要优化。水泥用量要足够以保持混凝土的碱性；水灰比要尽量降低；选用优质掺和料以提高混凝土的密实度和抗渗性；严格控制原材料的含盐量；采用合理的减水剂和引气剂。其次，混凝土的拌制应尽量采用二次搅拌法、裹砂石法等工艺，搅拌必须均匀，以提高混凝土拌合料的保水性、和易性。再次，混凝土的振捣要密实、到位，严格控制混凝土坍落度及温度裂缝、收缩裂缝，要按照规程、工序进行浇筑振捣及加强养护。另外，混凝土结构及构件宜整体浇筑，不宜留施工缝，当必须有施工缝时，其位置及构造不得有损于结构的耐久性。对于特殊季节施工的混凝土结构应采取特殊措施以保证混凝土的质量。
5、预防钢筋的锈蚀。一是采用防腐蚀钢筋。如环氧涂层钢筋方法，即在钢筋表面采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺以形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层，这种钢筋保护层能长期保护钢筋使其免遭腐蚀。还可选择镀锌钢筋、不锈钢钢筋等。二是采用钢筋阻锈剂，以防止氯盐的腐蚀，延长使用寿命。三是采用阴极保护法，包括牺牲阳极法和输入电流法等。四是采用覆盖面层，覆盖面层可以隔离混凝土表面与大气环境的直接接触，这对减小混凝土碳化十分有利，尤其是在不利甚至恶劣的环境条件下，效果明显；同时防止水、二氧化碳、氯离子和氧气的侵入，减少钢筋锈蚀。
6、适度加大混凝土的保护层厚度。一般说来，混凝土保护层厚度每减少25%，碳化到钢筋表面时间就缩短了50%。因此，混凝土保护层厚度应根据结构类型，所处环境和有无饰面，在保证功能、节省成本基础上适度增加厚度以提高耐久性。例如在室内正常环境下，设计使用年限为100年的结构混凝土，混凝土保护层厚度应按规范的规定增加40%，而当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减少。
7、暴露在空气中的混凝土结构以及沿海地区的建筑工程，会受到空气中的盐分等其它元素的侵蚀，这大大缩短了混凝土构件的使用年限。因此，在一些重要建筑物中，可采取在混凝土外表涂装的方法进行防腐处理措施，以阻止氯离子侵蚀和混凝土的碳化深入到建筑物的内部，并且能抵抗侵蚀环境的影响。此方法是增强混凝土耐久性最简便有效的方法，但涂料应是耐碱、耐老化且与钢筋表面有良好附着性的材料。
8、混凝土构件的侵蚀病害都是从表面开始的，因此，要严格遵守养护制度，在混凝土终凝前做好原浆抹面压光，增强表面密实度，同时可以用表面养护剂来改善养护条件，提高保水性，加速混凝土表面硬化。不过，需要注意的是，在腐蚀环境中的混凝土不宜采用海水养护。
9、防止混凝土的冻融破坏。混凝土的组成、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力，目前只有加气混凝土才能有效提高混凝土的抗冻性。引气是提高混凝土抗冻性的主要参数，一般引气量为4%-8%，同时，应避免采用吸水率较高的集料，加强排水以免混凝土结构被水饱和。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，既能获得大量均匀分布的微小气泡，显著提高抗冻性，又能大幅度减小W／C，从而保证混凝土强度不降低，甚至有所提高。
10、进行经常性的结构检查和维护。混凝土结构在使用阶段，应注意检测、维护和修理，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程应建立检测和评估体系，及时发现问题，及时修理，以确保混凝土结构的正常使用。对混凝土的缺陷进行检测，可通过声发射法、雷达法和红外线热谱法。另外，需要进行混凝土耐久性评估，因为只有通过对混凝土耐久性影响因素分析来预测结构物的剩余寿命，才能有针对性地提出解决方法来提高混凝土的耐久性。
作为用量最大、应用面极广的人造工程材料，混凝土不仅是资源和能源的消耗大户，还给地球环境和人类的居住空间带来了很大的负面影响。因此，在混凝土技术的发展进程中一定要坚持可持续发展原则，尽可能的提高混凝土使用壽命，而改善混凝土结构的耐久性能无疑是其中最有效的手段，是需要大家足够重视和大力提倡的。
参考文献：
[1] 赵绪礼. 水泥性能与混凝土耐久性的关系分析[J]. 价值工程, 2010,(23) .
[2] 吴莹. 谈混凝土结构的耐久性[J]. 陕西建筑与建材, 2004,(10) .
[3] 刘鸿贺,张元弘. 混凝土耐久性的影响因素分析[J]. 黑龙江交通科技, 2010,(08) .
[4] 程世韬. 混凝土耐久性之浅析[J]. 中国科技信息, 2010,(15) .
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：建筑施工；混凝土；耐久性；措施
Abstract: in the course of concrete technology must adhere to the principles of sustainable development, improving the concrete service life as much as possible, and to improve the durability of concrete structure is undoubtedly one of the most effective means, it is to need you paid enough attention and energetically advocate. This paper analyzes the factors affecting the durability of concrete construction, and discusses how to improve the durability of concrete construction of the specific measures.
Keywords: building construction; Concrete; Durability; measures
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
结构耐久性是指结构在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。 混凝土结构耐久性设计是在考虑影响混凝土结构耐久性的内外因素下，将结构的可靠性问题沿时间坐标轴展开，使新设计的结构可靠性在规定的目标使用期内不低于规范要求，即无需花费大量的资金维修与加固 。目前工程设计人员对混凝土结构耐久性设计意识不强的情况在国内外普遍存在。
随着时间的流逝，大量的混凝土结构进入维修、 加固阶段，混凝土耐久性问题变得更加的严峻，有关混凝土结构的耐久性问题已经不得不引起了国内外学术界和工程界的极大重视。
一、影响混凝土结构耐久性的因素
1、混凝土的碳化混凝土中水泥石含有氢氧化钙而呈碱性,其在钢筋表面形成碱性薄膜而保护了金属钢筋免遭酸性介质的侵蚀,起到“钝化”保护作用。但大气中存在的酸性介质及水通过各种孔道、裂缝而渗入混凝土, 可以中和这种碱性。混凝土碳化的速度十分缓慢,并且与混凝土的质量,环境条件等因素有关。几十年的时间碳化深度才达到钢筋的表面,从而消除钢筋表面的钝化膜——脱钝,使钢筋的锈蚀成为可能。
2、化学侵蚀水可以渗入混凝土内部,当其中溶入有害化学物质时,即对混凝土的耐久性造成影响更大。酸性物质对水泥水化物的侵蚀作用最大,酸性侵蚀的混凝土呈土黄色,水泥剥落,骨料外露。此外,浓碱溶液渗入结晶使混凝土被胀裂和剥落;硫酸盐溶液渗入后与水泥发生化学反应,体积膨胀同样会造成混凝土破坏。
3、冻融破坏混凝土的抗冻性与其孔结构密切相关,混凝土孔隙率和孔径分布,决定了孔溶液的冰点和结冰量。结冰的孔溶液量越多,混凝土内部所受到的静水压力越大,混凝土遭受的冻害越严重。混凝土水化结硬后,内部有很多毛细孔。低温时水分因结冰产生体积膨胀,引起混凝土内部结构破坏。反复冻融多次,就会使混凝土的损伤累积达到一定程度而引起结构破坏。
4、温湿度变化的影响混凝土会热胀冷缩,同样也会在干燥失水时收缩而在泡水浸润后膨胀。这种作用的交替进行,特别在骤然发生时(如夏季阳光暴晒下的混凝土受骤雨的冲刷),会因混凝土表层及内部体积变化不协调而产生裂缝。这些因膨胀不均而引起的损伤日积月累,导致混凝土内部组织的破坏,最终会削弱结构抗力。
5、混凝土的碱集料反应混凝土集料中的某些活性矿物质与混凝土微孔中的碱性溶液产生化学反应。产生的碱、硅酸盐凝胶,吸水膨胀,体积增大,从而导致混凝土的剥落、开裂、强度降低,甚至破坏,而目前尚未有有效的修补方法,故被形象称为混凝土的“癌症”。
6、机械和生物作用反复的机械作用(磨损、冲刷等)会削弱混凝土结构,天长日久以后因损伤积累而影响抗力。其余如冲撞,碰击等也会影响混凝土结构,生物的腐蚀作用也不能忽视。苔藓及攀附生物对结构混凝土的损伤常见于城市排污工程及海洋工程。
二、提高建筑施工中混凝土耐久性的具体措施
1、合理的结构设计和构造措施是提高混凝土耐久性的基础。设计时，要在充分考虑建筑结构满足使用功能的前提下，尽量使结构设计简单、规整。由于外界环境中的侵蚀介质很容易在构件的突出处或棱角侵入混凝土，因此，设计时要充分考虑到结构的布置、形状、排水、接缝以及地基处理。结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力。结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度。
2、水泥类材料的工程性能和强度，主要是通过水泥砂浆的凝结、硬化形成的，一旦水泥石受损，混凝土的耐久性就会被破坏。因此，水泥的选择要注意水泥品种的具体性能，并结合工程的实际情况，要选择高标号、水化热低、碱含量小、干缩性小、抗水性、耐热性、抗冻性、抗腐蚀性好的水泥。
3、為配置具有高耐久性能的混凝土，可掺加部分粉煤灰或细磨矿渣或硅灰等骨料，其有助于改善混凝土内孔结构、填充内部空隙、提高密实度、改善混凝土性能。对混凝土的骨料，也应同水泥一样，进行合理的选择，除要求具有足够的强度和质地坚硬外，还必须具有稳定的物理性质和化学性质。
4、加强施工质量控制。首先，混凝土的配合比要优化。水泥用量要足够以保持混凝土的碱性；水灰比要尽量降低；选用优质掺和料以提高混凝土的密实度和抗渗性；严格控制原材料的含盐量；采用合理的减水剂和引气剂。其次，混凝土的拌制应尽量采用二次搅拌法、裹砂石法等工艺，搅拌必须均匀，以提高混凝土拌合料的保水性、和易性。再次，混凝土的振捣要密实、到位，严格控制混凝土坍落度及温度裂缝、收缩裂缝，要按照规程、工序进行浇筑振捣及加强养护。另外，混凝土结构及构件宜整体浇筑，不宜留施工缝，当必须有施工缝时，其位置及构造不得有损于结构的耐久性。对于特殊季节施工的混凝土结构应采取特殊措施以保证混凝土的质量。
5、预防钢筋的锈蚀。一是采用防腐蚀钢筋。如环氧涂层钢筋方法，即在钢筋表面采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺以形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层，这种钢筋保护层能长期保护钢筋使其免遭腐蚀。还可选择镀锌钢筋、不锈钢钢筋等。二是采用钢筋阻锈剂，以防止氯盐的腐蚀，延长使用寿命。三是采用阴极保护法，包括牺牲阳极法和输入电流法等。四是采用覆盖面层，覆盖面层可以隔离混凝土表面与大气环境的直接接触，这对减小混凝土碳化十分有利，尤其是在不利甚至恶劣的环境条件下，效果明显；同时防止水、二氧化碳、氯离子和氧气的侵入，减少钢筋锈蚀。
6、适度加大混凝土的保护层厚度。一般说来，混凝土保护层厚度每减少25%，碳化到钢筋表面时间就缩短了50%。因此，混凝土保护层厚度应根据结构类型，所处环境和有无饰面，在保证功能、节省成本基础上适度增加厚度以提高耐久性。例如在室内正常环境下，设计使用年限为100年的结构混凝土，混凝土保护层厚度应按规范的规定增加40%，而当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减少。
7、暴露在空气中的混凝土结构以及沿海地区的建筑工程，会受到空气中的盐分等其它元素的侵蚀，这大大缩短了混凝土构件的使用年限。因此，在一些重要建筑物中，可采取在混凝土外表涂装的方法进行防腐处理措施，以阻止氯离子侵蚀和混凝土的碳化深入到建筑物的内部，并且能抵抗侵蚀环境的影响。此方法是增强混凝土耐久性最简便有效的方法，但涂料应是耐碱、耐老化且与钢筋表面有良好附着性的材料。
8、混凝土构件的侵蚀病害都是从表面开始的，因此，要严格遵守养护制度，在混凝土终凝前做好原浆抹面压光，增强表面密实度，同时可以用表面养护剂来改善养护条件，提高保水性，加速混凝土表面硬化。不过，需要注意的是，在腐蚀环境中的混凝土不宜采用海水养护。
9、防止混凝土的冻融破坏。混凝土的组成、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力，目前只有加气混凝土才能有效提高混凝土的抗冻性。引气是提高混凝土抗冻性的主要参数，一般引气量为4%-8%，同时，应避免采用吸水率较高的集料，加强排水以免混凝土结构被水饱和。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，既能获得大量均匀分布的微小气泡，显著提高抗冻性，又能大幅度减小W／C，从而保证混凝土强度不降低，甚至有所提高。
10、进行经常性的结构检查和维护。混凝土结构在使用阶段，应注意检测、维护和修理，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程应建立检测和评估体系，及时发现问题，及时修理，以确保混凝土结构的正常使用。对混凝土的缺陷进行检测，可通过声发射法、雷达法和红外线热谱法。另外，需要进行混凝土耐久性评估，因为只有通过对混凝土耐久性影响因素分析来预测结构物的剩余寿命，才能有针对性地提出解决方法来提高混凝土的耐久性。
作为用量最大、应用面极广的人造工程材料，混凝土不仅是资源和能源的消耗大户，还给地球环境和人类的居住空间带来了很大的负面影响。因此，在混凝土技术的发展进程中一定要坚持可持续发展原则，尽可能的提高混凝土使用壽命，而改善混凝土结构的耐久性能无疑是其中最有效的手段，是需要大家足够重视和大力提倡的。
参考文献：
[1] 赵绪礼. 水泥性能与混凝土耐久性的关系分析[J]. 价值工程, 2010,(23) .
[2] 吴莹. 谈混凝土结构的耐久性[J]. 陕西建筑与建材, 2004,(10) .
[3] 刘鸿贺,张元弘. 混凝土耐久性的影响因素分析[J]. 黑龙江交通科技, 2010,(08) .
[4] 程世韬. 混凝土耐久性之浅析[J]. 中国科技信息, 2010,(15) .
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。