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摘要：本文根据作者多年工作经验分析了混凝土结构耐久性破坏机理、混凝土表层对结构耐久性的影响提出了确保表层混凝土施工质最的措施与对策，希望能为广大同仁提供帮助。
关键词：混凝土机构；耐久性；措施
Abstract: in this paper, according to the author analyzed many years work experience concrete structure endurance failure mechanism of concrete surface layer, the influence of the durability of structures proposed the concrete construction quality to ensure that the surface of the measures and countermeasures, the hope can help colleagues.
Keywords: concrete institutions; Durability; measures
中圖分类号： TV331文献标识码：A文章编号：
引言
混凝土自19世纪20年代问世以来就被称为人造石，中国工程师更把它有创意地写为“砼”，人们以为它能像石材那样坚固耐久，会比钢木经久耐用。然而，工程实践却并不总是如此。使人们不得不思考原因何在?
1、混凝土结构耐久性的特点是：随时间发展，因材料劣化而可引起性能衰减，其表现为：钢筋混凝土构件表面出现锈胀、裂缝，预应力开始锈蚀；结构表面混凝土出现可见的耐久性损伤（酥裂、粉化等）
2 混凝土结构耐久性破坏机理
2.1钢筋腐蚀
混凝土中的钢筋锈蚀一般都是电化学腐蚀。因钢筋含有杂质及其成分的不均匀性，周围混凝土化学环境的不均匀性，都会使钢筋各部位的电极电位不同而形成腐蚀电池，而空气中的氧气和水分很容易通过表层混凝土中贯通的毛细孔和微裂缝渗入到钢筋表面，提供锈蚀反应所需的水和氧。当混提土因碳化及氯离子等介质的侵人使其pH值下降至9以下，导致钢筋表面的钝化膜被破坏时，钢筋电化学腐蚀的三个条件都得到满足，从而使钢筋产生严重的电化学腐蚀。
2.2混凝土腐蚀
混凝土是一种非均质的、多元、多孔的固、液、气三相并存的复合材料。采用普通硅酸盐水泥的混凝土水化物中氢氧化钙[ Ca( OH )2]含量约为10%~15% ，Ca(OH)2属于“碱”，最具活性，最容易遭受腐蚀
混凝土除了可能被碳化外，在酸性环境中，混凝土水化物与酸溶液发生化学反应生成可溶性钙盐，使混凝土丧失强度，与钢筋的粘结力下降，水泥水化物剥落，是多重物理化学作用的结果。熔融状的碱或碱的浓溶液与混凝土水化物的硅酸钙起作用，将氢氧化钙中的钙置换出来，破坏混凝土的组分，主要是化学侵蚀和结晶侵蚀。而硫酸盐既腐蚀混凝土又腐蚀钢筋，其溶液与混凝土水化物中的氢氧化钙及水化铝酸钙起作用，生成石膏和硫铝酸钙，出现化学膨胀侵蚀和物理膨胀侵蚀，使馄凝土被胀裂并逐渐剥落。
3 混凝土表层对结构耐久性的影响
大量工程实践表明，混疑土结构的耐久性问题大多数是由构件的表面损伤开始的，故有人称耐久性问题是混凝土结构的“皮肤病”。对结构表面采用保护层及表面处理的防护措施，形成有利的混凝土表面小环境，是提高耐久性的有效措施
混凝土的保护层是指：结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土，厚度虽不大，但起维持受力钢筋与混凝土之间的握裹力与保护钢筋免遭锈蚀的作用。就表层混凝土质量而言，设计按环境类别根据规范控制裂缝宽度，采用有效的技术措施使混凝土具有良好的密实性和合理的保护层厚度即可，而更关键的则在于施工质量的优劣。施工的重点是确保混凝土的密实性、良好的养护，并使保护层厚度的允差〔尤其是负允差)最小。
长年高溢高湿环境条件下的因保护层厚度过小所导致的钢筋碳化锈蚀或碳化与氯离子藕合锈蚀时间大多未超过10a。这亦证实，如果柱、梁箍筋保护层厚度出现超过《混凝土结构工程施工质量验收规范》( GB 50204-2002)中E.0.4条的负允差，则其出现锈蚀的时间确实会大大缩短。
鉴于此，文献提出，施工质量保证必须作为耐久性设计中一个特殊重要的内容列人设计文件。可见，确保混凝土结构耐久性首先应当从设计人手，而决定结构耐久性的主要因素确实是设计质量与施工质量的优劣。
4 确保表层混凝土施工质量的措施
(1)选用低水化热和含碱量较低的水泥，尽可能避免使用过于早强的水泥、过细的水泥和C3A含量高的水泥。
(2)选用坚硬、级配合格、粒形良好的洁净骨料。
(3)使用适量的优质粉煤灰、矿渣等掺合料或复合矿物掺合料
(4)确保钢筋尤其是箍筋位置准确，使纵筋位置的偏差在GB 50204-2002规范的允差限值内，柱、梁箍筋保护层厚度的施工允差建议按+5mm、-2mm进行控制，尽可能避免负偏差。
(5)结合具体工程条件，在确保混凝土浇筑均匀、振捣密实且不过振、漏振的前提下，采用较少些的拌和水量、较好的水胶比[用水量与胶凝材料(水泥加矿物掺合料)总量之比]、较少的硅酸盐水泥用量、较好的骨料级配以及较小些的坍落度、较低些的拌和温度，以减低混凝土的干缩性，并避免构件表面局部出现纯水泥砂浆层。
(6)严格按规范GB 50204-2002加强养护，避免阳光直射。混凝土成形后，既要保持混凝土裸面潮湿，防止水分扩散过快；也要保持混凝土温度变化适当，使之能符合于强度发展需要并力求减小内外温差，有条件的现浇楼盖可采用蓄水养护，以尽量减少构件表面的微细裂缝，从而降低有害介质的扩散。
(7)在混凝土初凝后、终凝前对构件表面进行仔细的二次抹压，将毛细孔阻断，以减小混凝土的渗透性。
（8）对耐久性有严格要求的工程，可使用适量的优质引气剂(加气剂)，引气剂混凝土的配合比应通过试验室试拌后进行调整。完工后，除按规范GB 50204-2002上限抽样检测混凝土强度和钢筋保护层厚度外，还应检测表层混凝土的渗透性。上述检测内容应在施工合同中向施工方提出具体要求，并规定未达到合同要求时的赔偿办法。
5 对策
《混凝土结构设计规范》( GB 50010-2010 )已实施，新规范补充、修改和完善了有关混凝土耐久性的相关要求，包括混凝土耐久性设计的内容、耐久性技术措施、使用中的要求等，增加了三类环境的内容，将水灰比改为水胶比，对最小水泥用量不予控制。
为提高混凝土结构的耐久性，建议采用下列措施：
(1)提高强度等级，不宜采用C25及以下的混凝土。有条件时，尽可能采用预应力混凝土结构
(2)距海(面)1.5km以内的混凝土结构按三类b环境的要求进行设计，室外构件(如阳台、雨罩、挑檐及敞开式楼梯等)则按四类环境的要求进行设计。
(3)距海(面)1.5km以外的混凝土结构可按三a类环境的要求进行设计，而室外构件则按三类b环境的要求进行设计。
(4)滨海及近海现浇混凝土板底钢筋保护层厚度至少增加5-lOmm。
(5)该地区的混凝土结构公共建筑和非公共建筑竣丁后每5a及每10a进行一次全面的房屋安全检测鉴定。
6 结语
(1)长年高温高湿环境使存在保护层偏薄及混凝土密实性欠佳等缺陷的干湿环境条件下的钢筋，通常在建成后5-1Oa出现严重锈蚀，需要加固维修，使用寿命大大低于《建筑结构可靠度设计统一标准》( GB 50068-2001)要求的设计使用年限，浪费巨大的人力、物力和财力，混凝土结构耐久性堪忧。如果不及时采取行之有效的对策，必将影响国民经济可持续发展。
(2)在夏热冬暖地区环境、长年高温高湿室内环境、长年高温高湿室外环境、长年高温高湿滨海室内环境、长年高温高湿滨海室外环境，应适当加大板底钢筋保护层厚度。
(3)长年高温高湿环境地区靠海1.5km以内的近海混凝土结构还存在不同程度的混凝土碳化与氯离子藕合作用引起的钢筋锈蚀，值得注意。
(4)为确保混凝土结构的耐久性，根据工程的具体环境条件按规范进行设计，按规范施工且采取确保构件表层混凝上质量的技术措施至关重要。
参考文献：
[1]陈肇元.土建结构的安全性与耐久性[R]. 北京:中国建筑工业出版社.2004.
[2]黄士元.混凝土早期裂缝的成因及防治[J].混凝土土，2000 (7).
[3]金伟良，赵羽习混凝土结构耐久性[M].北京:科学出版社，2002.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：混凝土机构；耐久性；措施
Abstract: in this paper, according to the author analyzed many years work experience concrete structure endurance failure mechanism of concrete surface layer, the influence of the durability of structures proposed the concrete construction quality to ensure that the surface of the measures and countermeasures, the hope can help colleagues.
Keywords: concrete institutions; Durability; measures
中圖分类号： TV331文献标识码：A文章编号：
引言
混凝土自19世纪20年代问世以来就被称为人造石，中国工程师更把它有创意地写为“砼”，人们以为它能像石材那样坚固耐久，会比钢木经久耐用。然而，工程实践却并不总是如此。使人们不得不思考原因何在?
1、混凝土结构耐久性的特点是：随时间发展，因材料劣化而可引起性能衰减，其表现为：钢筋混凝土构件表面出现锈胀、裂缝，预应力开始锈蚀；结构表面混凝土出现可见的耐久性损伤（酥裂、粉化等）
2 混凝土结构耐久性破坏机理
2.1钢筋腐蚀
混凝土中的钢筋锈蚀一般都是电化学腐蚀。因钢筋含有杂质及其成分的不均匀性，周围混凝土化学环境的不均匀性，都会使钢筋各部位的电极电位不同而形成腐蚀电池，而空气中的氧气和水分很容易通过表层混凝土中贯通的毛细孔和微裂缝渗入到钢筋表面，提供锈蚀反应所需的水和氧。当混提土因碳化及氯离子等介质的侵人使其pH值下降至9以下，导致钢筋表面的钝化膜被破坏时，钢筋电化学腐蚀的三个条件都得到满足，从而使钢筋产生严重的电化学腐蚀。
2.2混凝土腐蚀
混凝土是一种非均质的、多元、多孔的固、液、气三相并存的复合材料。采用普通硅酸盐水泥的混凝土水化物中氢氧化钙[ Ca( OH )2]含量约为10%~15% ，Ca(OH)2属于“碱”，最具活性，最容易遭受腐蚀
混凝土除了可能被碳化外，在酸性环境中，混凝土水化物与酸溶液发生化学反应生成可溶性钙盐，使混凝土丧失强度，与钢筋的粘结力下降，水泥水化物剥落，是多重物理化学作用的结果。熔融状的碱或碱的浓溶液与混凝土水化物的硅酸钙起作用，将氢氧化钙中的钙置换出来，破坏混凝土的组分，主要是化学侵蚀和结晶侵蚀。而硫酸盐既腐蚀混凝土又腐蚀钢筋，其溶液与混凝土水化物中的氢氧化钙及水化铝酸钙起作用，生成石膏和硫铝酸钙，出现化学膨胀侵蚀和物理膨胀侵蚀，使馄凝土被胀裂并逐渐剥落。
3 混凝土表层对结构耐久性的影响
大量工程实践表明，混疑土结构的耐久性问题大多数是由构件的表面损伤开始的，故有人称耐久性问题是混凝土结构的“皮肤病”。对结构表面采用保护层及表面处理的防护措施，形成有利的混凝土表面小环境，是提高耐久性的有效措施
混凝土的保护层是指：结构构件中钢筋外边缘至构件表面范围用于保护钢筋的混凝土，厚度虽不大，但起维持受力钢筋与混凝土之间的握裹力与保护钢筋免遭锈蚀的作用。就表层混凝土质量而言，设计按环境类别根据规范控制裂缝宽度，采用有效的技术措施使混凝土具有良好的密实性和合理的保护层厚度即可，而更关键的则在于施工质量的优劣。施工的重点是确保混凝土的密实性、良好的养护，并使保护层厚度的允差〔尤其是负允差)最小。
长年高溢高湿环境条件下的因保护层厚度过小所导致的钢筋碳化锈蚀或碳化与氯离子藕合锈蚀时间大多未超过10a。这亦证实，如果柱、梁箍筋保护层厚度出现超过《混凝土结构工程施工质量验收规范》( GB 50204-2002)中E.0.4条的负允差，则其出现锈蚀的时间确实会大大缩短。
鉴于此，文献提出，施工质量保证必须作为耐久性设计中一个特殊重要的内容列人设计文件。可见，确保混凝土结构耐久性首先应当从设计人手，而决定结构耐久性的主要因素确实是设计质量与施工质量的优劣。
4 确保表层混凝土施工质量的措施
(1)选用低水化热和含碱量较低的水泥，尽可能避免使用过于早强的水泥、过细的水泥和C3A含量高的水泥。
(2)选用坚硬、级配合格、粒形良好的洁净骨料。
(3)使用适量的优质粉煤灰、矿渣等掺合料或复合矿物掺合料
(4)确保钢筋尤其是箍筋位置准确，使纵筋位置的偏差在GB 50204-2002规范的允差限值内，柱、梁箍筋保护层厚度的施工允差建议按+5mm、-2mm进行控制，尽可能避免负偏差。
(5)结合具体工程条件，在确保混凝土浇筑均匀、振捣密实且不过振、漏振的前提下，采用较少些的拌和水量、较好的水胶比[用水量与胶凝材料(水泥加矿物掺合料)总量之比]、较少的硅酸盐水泥用量、较好的骨料级配以及较小些的坍落度、较低些的拌和温度，以减低混凝土的干缩性，并避免构件表面局部出现纯水泥砂浆层。
(6)严格按规范GB 50204-2002加强养护，避免阳光直射。混凝土成形后，既要保持混凝土裸面潮湿，防止水分扩散过快；也要保持混凝土温度变化适当，使之能符合于强度发展需要并力求减小内外温差，有条件的现浇楼盖可采用蓄水养护，以尽量减少构件表面的微细裂缝，从而降低有害介质的扩散。
(7)在混凝土初凝后、终凝前对构件表面进行仔细的二次抹压，将毛细孔阻断，以减小混凝土的渗透性。
（8）对耐久性有严格要求的工程，可使用适量的优质引气剂(加气剂)，引气剂混凝土的配合比应通过试验室试拌后进行调整。完工后，除按规范GB 50204-2002上限抽样检测混凝土强度和钢筋保护层厚度外，还应检测表层混凝土的渗透性。上述检测内容应在施工合同中向施工方提出具体要求，并规定未达到合同要求时的赔偿办法。
5 对策
《混凝土结构设计规范》( GB 50010-2010 )已实施，新规范补充、修改和完善了有关混凝土耐久性的相关要求，包括混凝土耐久性设计的内容、耐久性技术措施、使用中的要求等，增加了三类环境的内容，将水灰比改为水胶比，对最小水泥用量不予控制。
为提高混凝土结构的耐久性，建议采用下列措施：
(1)提高强度等级，不宜采用C25及以下的混凝土。有条件时，尽可能采用预应力混凝土结构
(2)距海(面)1.5km以内的混凝土结构按三类b环境的要求进行设计，室外构件(如阳台、雨罩、挑檐及敞开式楼梯等)则按四类环境的要求进行设计。
(3)距海(面)1.5km以外的混凝土结构可按三a类环境的要求进行设计，而室外构件则按三类b环境的要求进行设计。
(4)滨海及近海现浇混凝土板底钢筋保护层厚度至少增加5-lOmm。
(5)该地区的混凝土结构公共建筑和非公共建筑竣丁后每5a及每10a进行一次全面的房屋安全检测鉴定。
6 结语
(1)长年高温高湿环境使存在保护层偏薄及混凝土密实性欠佳等缺陷的干湿环境条件下的钢筋，通常在建成后5-1Oa出现严重锈蚀，需要加固维修，使用寿命大大低于《建筑结构可靠度设计统一标准》( GB 50068-2001)要求的设计使用年限，浪费巨大的人力、物力和财力，混凝土结构耐久性堪忧。如果不及时采取行之有效的对策，必将影响国民经济可持续发展。
(2)在夏热冬暖地区环境、长年高温高湿室内环境、长年高温高湿室外环境、长年高温高湿滨海室内环境、长年高温高湿滨海室外环境，应适当加大板底钢筋保护层厚度。
(3)长年高温高湿环境地区靠海1.5km以内的近海混凝土结构还存在不同程度的混凝土碳化与氯离子藕合作用引起的钢筋锈蚀，值得注意。
(4)为确保混凝土结构的耐久性，根据工程的具体环境条件按规范进行设计，按规范施工且采取确保构件表层混凝上质量的技术措施至关重要。
参考文献：
[1]陈肇元.土建结构的安全性与耐久性[R]. 北京:中国建筑工业出版社.2004.
[2]黄士元.混凝土早期裂缝的成因及防治[J].混凝土土，2000 (7).
[3]金伟良，赵羽习混凝土结构耐久性[M].北京:科学出版社，2002.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。