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[摘 要]混凝土的结构耐久性在指预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。它不但与设计、施工和材料等因素有关，又和环境和维护等条件有关，它直接影响混凝土结构的正常使用寿命。本文根据混凝土结构耐久性定义，分析了影响混凝土结构耐久性的因素，最终提出提高混凝土结构耐久性的相关措施。
[关键词]混凝土 耐久性 影响因素 措施
中图分类号：TU358.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0082-02
1 概述
混凝土自应用至今，一直被作为一种材料组成简单、功能良好的建筑材料。在建筑施工过程中，钢筋被浇注在混凝土内部，它起到保护钢筋的作用。长期以来，人们一直认为混凝土是非常耐久的材料，直到20世纪后期，有相关资料统计表明，由于受到相关环境影响，以及使用条件的限制，混凝土结构耐久性问题而引发的损失十分严重。许多城市的混凝土基础设施工程和建筑工程建成后20～30年，甚至在更短的时期内就出现劣化。因此，分析并提高混凝土結构耐久性是一个非常重要的问题。
2 混凝土结构耐久性定义
混凝土结构在自然环境和使用条件下，随着时间的延长，材料逐渐老化和结构性能劣化，出现损伤甚至破坏，它直接由力学因素引起。首先是混凝土材料本身的物理化学作用的结果，继而影响到整个构筑物的使用寿命和结构的承载力降低，从而会影响整个施工结构的安全。
混凝土的结构耐久性在指预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。混凝土结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能不仅仅包括结构的安全性，而且更多地体现在适用性上。
混凝土耐久性主要包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗碱-集料反应及混凝土中的钢筋耐锈蚀等性能。每一方面的忽略或者不足都或多或少影响到混凝土结构整体的功能效果和使用寿命。
3 影响混凝土结构耐久性的因素
混凝土结构耐久性的影响因素主要有内部因素和外部条件两个方面。内部因素主要是混凝土的原始材料、水泥品种、水灰比和密实度、强度等级和外加剂种类、用量等，外部条件则有温度、湿度、氯离子侵蚀、化学介质侵蚀、二氧化碳含量等[2]。
3.1 材料的质量
钢筋棍凝土材料的耐久性，主要取决于混凝土材料的选用和材料的质量，例如水泥、骨料的选取都会影响混凝土的使用性能。
3.2 钢筋的锈蚀
当混凝土出现开裂等情况时，钢筋失去了碱性混凝土的保护，钝化膜开始破坏并出现锈蚀。锈蚀的钢筋随着本身质量的降低，材料的各项物理化学性能也会发生衰退，从而影响混凝土构件的承载能力和使用性能。
（1）碳化
混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程。碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。影响混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影响较大的是水泥品种，因不同的水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性高低不同；其次，影响混凝土碳化主要还与周围介质中CO2的浓度高低及湿度大小有关，在干燥和饱和水条件下，碳化反应几乎终止，所以这是除水泥品种影响因素以外的一个非常重要的原因。
（2）氯离子的侵蚀
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。混凝土内部氯离子含量的多少直接表现在结构内部钢筋锈蚀程度。因此， 桥梁结构混凝土内部氯离子含量的多少是决定桥梁结构耐久性的一项重要指标。
3.3 混凝土冻融破坏
碱集料反应是指混凝土集料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应。碱主要来源于水泥熟料、外加剂，集料中活性材料主要是SiO2 和硅酸盐、碳酸盐等。这种生成物会吸收微孔中的水分，体积发生膨胀，在周围水泥浆已硬化的情况下产生一定的膨胀压力。当该压力超过水泥浆抗拉强度时，就会引起混凝土开裂，使混凝土结构发生破坏，而且这种破坏在混凝土结构内部发生， 危害极大，一般不到两年就会使结构出现明显开裂。如果在相对寒冷地区，混凝土一旦出现开裂还会引起冻融加速破坏。
3.4 碱集料反应
碱集料反应是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反应，生成膨胀物质（或吸水膨胀物质） 而引起混凝土产生内部自膨胀应力而开裂的现象。由于碱集料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生，其结果造成混凝土耐久性下降，严重时还会使混凝土丧失使用价值，且由于反应是发生在整个混凝土中。
混凝土发生碱集料反应破坏的特征：外观上主要是表面裂缝、变形和渗出物；而内部特征主要有内部凝胶、反应环、活性碱-集料、内部裂缝、碱含量等。混凝土结构一旦发生碱集料反应出现裂缝后，会加速混凝土的其他破坏，空气、水、二氧化碳等侵入，会使混凝土碳化和钢筋锈蚀速度加快，而钢筋锈蚀产物铁锈的体积远大于钢筋原来的体积，又会使裂缝扩大。
3.5 侵蚀性介质的影响
侵蚀性介质对混凝土都有不同程度的腐蚀影响。酸性介质对混凝土的腐蚀是一种电化学腐蚀过程，以及游离氢氧化钙而生成可溶性盐，因此，混凝土抵抗各种强酸腐蚀的能力很差。
碱对混凝土也有明显的化学腐蚀作用，它能与水泥中的硅酸钙和铝酸钙作用而生成胶结力不强的氢氧化钠和易溶于碱性溶液的硅酸盐和铝酸盐的缘故。
4 提高混凝土结构耐久性的防护措施
4.1 原材料的控制
水泥混凝土的胶结材料，不同品种水泥的矿物组份不同，因而对环境的耐腐蚀性就有差异。合理地选用水泥品种，对保证混凝土有良好性能十分重要。 其次，混凝土中的骨料、吸水率及雜质的含量也要严格控制，确保材质状态符合施工要求。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，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。限制或消除从原材料引入碱、氧离子等可以引起结构破坏和钢筋锈蚀的物质，加强在施工过程中的控制， 避免产生裂缝等问题。
4.2 合理预防与性能提高
首先，提高混凝土抗碳化能力。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。
其次，防止混凝土的冻融破坏。在我国北方地区容易出现冻融破坏。防止冻融破坏主要措施是降低水灰比、添加合适的外加剂。
再次，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，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。
4.3 加强养护，控制早期裂缝
由于现代硅酸盐水泥发热量大，细度细，混凝土早期强度高，早期裂缝为60 %，所以控制早期裂缝尤为重要。采取的措施就是及时养护，拆模时间要以混凝土的内外温差来定，不能随意，尤其不能在拆模后才开始浇水养护因为那样会造成混凝土因解除束缚，而内外温差大造成开裂。同时，注意混凝土工程的后期检查和维护，避免安全隐患。
5 结语
针对目前的混凝土结构耐久性问题，只有详细分析并采取有效措施，通过各个环节的相关控制，才能保证建筑施工的质量安全和使用寿命。但由于环境、材料等方面的多样性和复杂性，在研究混凝土结构耐久性方面的工作难度较大、实践中较难实施，在这方面还需做大量的工作来满足实际工程的性能保证和使用需要。
参考文献
[1] 宗兰，曾丽娟.浅析混凝土结构的耐久性[J].江苏建材.2008，4.
[2] 于红杰，张晓萍.混凝土结构的耐久性及其防护措施.漯河职业技术学院学报.2006，10（30）.
[3] 郭靳时，董光宇.混凝土结构耐久性分析.吉林建筑工程学院学报. 2003，9（20）.
[4] 陈肇元.混凝土结构的耐久性设计方法[J].建筑技术.2003，5.
[关键词]混凝土 耐久性 影响因素 措施
中图分类号：TU358.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0082-02
1 概述
混凝土自应用至今，一直被作为一种材料组成简单、功能良好的建筑材料。在建筑施工过程中，钢筋被浇注在混凝土内部，它起到保护钢筋的作用。长期以来，人们一直认为混凝土是非常耐久的材料，直到20世纪后期，有相关资料统计表明，由于受到相关环境影响，以及使用条件的限制，混凝土结构耐久性问题而引发的损失十分严重。许多城市的混凝土基础设施工程和建筑工程建成后20～30年，甚至在更短的时期内就出现劣化。因此，分析并提高混凝土結构耐久性是一个非常重要的问题。
2 混凝土结构耐久性定义
混凝土结构在自然环境和使用条件下，随着时间的延长，材料逐渐老化和结构性能劣化，出现损伤甚至破坏，它直接由力学因素引起。首先是混凝土材料本身的物理化学作用的结果，继而影响到整个构筑物的使用寿命和结构的承载力降低，从而会影响整个施工结构的安全。
混凝土的结构耐久性在指预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。混凝土结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能不仅仅包括结构的安全性，而且更多地体现在适用性上。
混凝土耐久性主要包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗碱-集料反应及混凝土中的钢筋耐锈蚀等性能。每一方面的忽略或者不足都或多或少影响到混凝土结构整体的功能效果和使用寿命。
3 影响混凝土结构耐久性的因素
混凝土结构耐久性的影响因素主要有内部因素和外部条件两个方面。内部因素主要是混凝土的原始材料、水泥品种、水灰比和密实度、强度等级和外加剂种类、用量等，外部条件则有温度、湿度、氯离子侵蚀、化学介质侵蚀、二氧化碳含量等[2]。
3.1 材料的质量
钢筋棍凝土材料的耐久性，主要取决于混凝土材料的选用和材料的质量，例如水泥、骨料的选取都会影响混凝土的使用性能。
3.2 钢筋的锈蚀
当混凝土出现开裂等情况时，钢筋失去了碱性混凝土的保护，钝化膜开始破坏并出现锈蚀。锈蚀的钢筋随着本身质量的降低，材料的各项物理化学性能也会发生衰退，从而影响混凝土构件的承载能力和使用性能。
（1）碳化
混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程。碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。影响混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影响较大的是水泥品种，因不同的水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性高低不同；其次，影响混凝土碳化主要还与周围介质中CO2的浓度高低及湿度大小有关，在干燥和饱和水条件下，碳化反应几乎终止，所以这是除水泥品种影响因素以外的一个非常重要的原因。
（2）氯离子的侵蚀
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。混凝土内部氯离子含量的多少直接表现在结构内部钢筋锈蚀程度。因此， 桥梁结构混凝土内部氯离子含量的多少是决定桥梁结构耐久性的一项重要指标。
3.3 混凝土冻融破坏
碱集料反应是指混凝土集料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应。碱主要来源于水泥熟料、外加剂，集料中活性材料主要是SiO2 和硅酸盐、碳酸盐等。这种生成物会吸收微孔中的水分，体积发生膨胀，在周围水泥浆已硬化的情况下产生一定的膨胀压力。当该压力超过水泥浆抗拉强度时，就会引起混凝土开裂，使混凝土结构发生破坏，而且这种破坏在混凝土结构内部发生， 危害极大，一般不到两年就会使结构出现明显开裂。如果在相对寒冷地区，混凝土一旦出现开裂还会引起冻融加速破坏。
3.4 碱集料反应
碱集料反应是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反应，生成膨胀物质（或吸水膨胀物质） 而引起混凝土产生内部自膨胀应力而开裂的现象。由于碱集料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生，其结果造成混凝土耐久性下降，严重时还会使混凝土丧失使用价值，且由于反应是发生在整个混凝土中。
混凝土发生碱集料反应破坏的特征：外观上主要是表面裂缝、变形和渗出物；而内部特征主要有内部凝胶、反应环、活性碱-集料、内部裂缝、碱含量等。混凝土结构一旦发生碱集料反应出现裂缝后，会加速混凝土的其他破坏，空气、水、二氧化碳等侵入，会使混凝土碳化和钢筋锈蚀速度加快，而钢筋锈蚀产物铁锈的体积远大于钢筋原来的体积，又会使裂缝扩大。
3.5 侵蚀性介质的影响
侵蚀性介质对混凝土都有不同程度的腐蚀影响。酸性介质对混凝土的腐蚀是一种电化学腐蚀过程，以及游离氢氧化钙而生成可溶性盐，因此，混凝土抵抗各种强酸腐蚀的能力很差。
碱对混凝土也有明显的化学腐蚀作用，它能与水泥中的硅酸钙和铝酸钙作用而生成胶结力不强的氢氧化钠和易溶于碱性溶液的硅酸盐和铝酸盐的缘故。
4 提高混凝土结构耐久性的防护措施
4.1 原材料的控制
水泥混凝土的胶结材料，不同品种水泥的矿物组份不同，因而对环境的耐腐蚀性就有差异。合理地选用水泥品种，对保证混凝土有良好性能十分重要。 其次，混凝土中的骨料、吸水率及雜质的含量也要严格控制，确保材质状态符合施工要求。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，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。限制或消除从原材料引入碱、氧离子等可以引起结构破坏和钢筋锈蚀的物质，加强在施工过程中的控制， 避免产生裂缝等问题。
4.2 合理预防与性能提高
首先，提高混凝土抗碳化能力。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。
其次，防止混凝土的冻融破坏。在我国北方地区容易出现冻融破坏。防止冻融破坏主要措施是降低水灰比、添加合适的外加剂。
再次，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，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。
4.3 加强养护，控制早期裂缝
由于现代硅酸盐水泥发热量大，细度细，混凝土早期强度高，早期裂缝为60 %，所以控制早期裂缝尤为重要。采取的措施就是及时养护，拆模时间要以混凝土的内外温差来定，不能随意，尤其不能在拆模后才开始浇水养护因为那样会造成混凝土因解除束缚，而内外温差大造成开裂。同时，注意混凝土工程的后期检查和维护，避免安全隐患。
5 结语
针对目前的混凝土结构耐久性问题，只有详细分析并采取有效措施，通过各个环节的相关控制，才能保证建筑施工的质量安全和使用寿命。但由于环境、材料等方面的多样性和复杂性，在研究混凝土结构耐久性方面的工作难度较大、实践中较难实施，在这方面还需做大量的工作来满足实际工程的性能保证和使用需要。
参考文献
[1] 宗兰，曾丽娟.浅析混凝土结构的耐久性[J].江苏建材.2008，4.
[2] 于红杰，张晓萍.混凝土结构的耐久性及其防护措施.漯河职业技术学院学报.2006，10（30）.
[3] 郭靳时，董光宇.混凝土结构耐久性分析.吉林建筑工程学院学报. 2003，9（20）.
[4] 陈肇元.混凝土结构的耐久性设计方法[J].建筑技术.2003，5.