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摘要：混凝土结构以其出色的稳定性和抵抗变形能力得到广泛应用，受材料本身化学性质和使用环境的影响，其耐久性也成为较为突出的问题，结构耐久性的影响建筑后期运营维护成本，也可能影响结构的使用年限，随着可持续发展理念的推行，结构耐久性越来越受到建筑工程界的重视。论文分析混凝土结构耐久性的影响因素，对提高其耐久性措施进行了探讨，可为工程设计施工提供参考。
关键词：混凝土结构，耐久性，影响因素
混凝土是目前建筑工程中最重要的原材料，受材料性质和周围环境因素的影响，混凝土结构的正常使用年限往往不如石料等自然材料，随着年限增长，会出现剥落、掉角、裂缝等现象。在我国土建规模日益增大的情况下，混凝土建筑结构的耐久性问题日益突出。结构的耐久性达不到预期时，可能浪费大量的维护甚至重修费用，导致资源的极大浪费[1]。
1.影响耐久性的主要原因
1.1 混凝土碳化
混凝土碳化是钢筋混凝土结构耐久性的最大影响因素，由于室内空气的湿度影响，空气或土壤中的二氧化碳和水泥材料中有机物水化相互作用发生一系列的化学反应，形成一些碳酸盐类化合物，分解反应生成其他物质。未碳化之前混凝土具有相对较高的碱度，而碳化后混凝土的pH值降低，換言之，混凝土碳化的酸度增加，削弱了钢筋的保护作用，使钢筋容易锈蚀，生锈钢筋体积扩大，对混凝土有拉应力作用，是混凝土开裂的主要原因，同时也使得混凝土的抗拉和耐折强度大幅降低，从而影响建筑的正常使用年限[2]。
1.2 冻融破坏
混凝土内部具有较多细微的孔隙，当室外的温度保持到了冰点下，潮湿的环境导致混凝土内部的水结冰体积发生膨胀，反复作用的应力超过了混凝土的抵抗能力，导致混凝土遭到了破坏。冻融作用会加速混凝土开裂，形成互相联通的裂缝，继而混凝土开始缓慢剥落，时间越长，混凝土的损伤越大，使得混凝土的强度降低，影响正常使用。
1.3化学侵蚀
雨雪过后，道路结冰或被雪覆盖，使用除冰盐融化道路和立交桥上的雪，除冰硫酸盐中可能含有大量的氢氧化钠，氢氧化钠将扩散至钢筋混凝土主体结构中，破坏了钢筋主体表面的弹性钝化保护膜，造成了钢筋主体结构的表层局部锈蚀，降低了钢筋混凝土的强度，降低了钢筋混凝土结构的耐久性。除了氯盐，还有硫酸盐、微生物等也能使钢筋结构发生化学腐蚀，扩散的过程是否取决于它的浓度及其对于混凝土体系的渗透能力[3]。
1.4 碱集料反应
碱-骨料反应是混凝土结构的一个难以避免的问题，由于水泥生产熟料和外加剂中含有大量的碱性环境物质，而混凝土集料中又有SiO2、硅酸盐和碳酸盐等大量活性材料，两者之间存在化学反应，产物的积累导致内部膨胀，从而导致混凝土结构的破坏和裂缝产生。由于钢筋混凝土的骨料分布不均匀，导致混凝土的表面首先会出现无序和较大体积的裂缝，混凝土的耐久性迅速下降[4]。
1.5 钢筋锈蚀
通常情况下，钢筋混凝土结构中都会含有酸性氢氧化钙和水溶液，这些化学物质的碱性可能会逐渐升高，在日照环境下，钢筋的基层表面将被阳光氧化，并且形成一层钝化的薄膜，保护钢筋表层免于被腐蚀，但由于室内空气或土壤环境和温度变化等多种原因，空气土壤中的碳和二氧化碳成分可通过孔隙直接进入钢筋混凝土，发生化学反应，使得混凝土的PH值降低，加快钢筋的锈蚀。由于氯离子能够通过活化钢筋材料，所以氯离子的存在会加快钢筋锈蚀的发展，同时钢筋锈蚀产生的各种物质会向混凝土中的孔隙扩散，时间越长，堆积物体积越大，最终导致混凝土开始不断膨胀开裂，使混凝土保护层逐渐脱落[5]。
2 提高混凝土结构耐久性的措施
2.1 选择合理的材料
选择水泥材质和钢筋品种时，应充分考虑到水泥材质包括其颜色、保水性、适应力、酸碱含量等指标，尽量选择低热或中温的水泥，减少其他性质水泥的含量，最重要的是适应工程环境。在骨料选用上，应该优先考虑选用天然中砂或者颗粒型较好的机制砂，级别颗粒型形状配置良好的沙石更有利于提高了混凝土拌合物之间的配合比及其容易性。如果添加引气成分外加剂，应选用优质引气组分，不应选用含有木钙和十二烷等成分的引气剂，因为这类引气成分气泡直径大，稳定性差。
2.2 预防钢筋锈蚀
目前，控制钢筋锈蚀较常用的方法有预先处理和阻锈剂这两种方法，当混凝土结构出现碳化产生裂缝，或者氯离子侵入到结构内部就会加速钢筋的锈蚀，因此，有必要提高混凝土的密度，减少裂缝的产生，防止腐蚀性介质侵入混凝土，也可以采用一些化学方法来预防钢筋的腐蚀，使用阻锈剂则是目前预防控制钢筋锈蚀的主要方式。
2.3 严格控制施工质量
施工质量控制是提高混凝土结构耐久性的重要手段，在对混凝土进行拌和、搬运以及养护等各个方面应严格按技术标准和要求执行。在加工搅拌钢筋混凝土时，应该加强对所用原材料和加工产品质量的检验监管，严格控制骨料的实际含泥量，加大对钢筋的质量检查和后续使用外加剂的检验，减少混凝土中的活性化学物质含量。此外，还应该严格控制原料的水灰比，尽量减少外用添加剂的使用。
混凝土在运输和施工时，当构件的设计厚度较大时，施工过程中浇筑的分层厚度尽量保证较小，以养护时混凝土分层和水泥砂浆损耗等情况发生。混凝土搅拌车应有防风、防雨、防晒、防寒等措施，保证混凝土按质按量浇筑。
混凝土的养护可以采用塑料薄膜覆盖、喷洒养护和带模养护这几种方式，关键要保证混凝土处于适宜的温度和湿度中，避免在养护期内混凝土结构过早出现干燥而开裂。
3.结语
其耐久性是直接决定了建筑结构的安全性和使用寿命，影响混凝土结构的主要因素包括冻融、碳化、化学侵蚀、碱集料反应和钢筋锈蚀等，针对影响钢筋混凝土结构的耐久性因素从混凝土原材料质量控制、钢筋预处理和施工质量等控制等方面提出科学有效应对措施，可以为钢筋混凝土结构设计和施工提供参考。
参考文献
[1]孟明.影响混凝土结构耐久性的因素[J].房地产世界，2020（07）：40-42.
[2]刘锦涛.关于混凝土和易性及耐久性的探究[J].智能城市，2020，7（05）：159-160.
[3]韩旭.公路混凝土耐久性探析[J].中国建材，2020（02）：122-124.
[4]吴有宝.水工混凝土结构耐久性研究[J].珠江水运，2020（23）：71-72.
[5]杨锦林.浅谈混凝土结构耐久性[J].中国建筑金属结构，2020（11）：126-127.
湖南科技学院土木与环境工程学院 湖南 永州 425199
关键词：混凝土结构，耐久性，影响因素
混凝土是目前建筑工程中最重要的原材料，受材料性质和周围环境因素的影响，混凝土结构的正常使用年限往往不如石料等自然材料，随着年限增长，会出现剥落、掉角、裂缝等现象。在我国土建规模日益增大的情况下，混凝土建筑结构的耐久性问题日益突出。结构的耐久性达不到预期时，可能浪费大量的维护甚至重修费用，导致资源的极大浪费[1]。
1.影响耐久性的主要原因
1.1 混凝土碳化
混凝土碳化是钢筋混凝土结构耐久性的最大影响因素，由于室内空气的湿度影响，空气或土壤中的二氧化碳和水泥材料中有机物水化相互作用发生一系列的化学反应，形成一些碳酸盐类化合物，分解反应生成其他物质。未碳化之前混凝土具有相对较高的碱度，而碳化后混凝土的pH值降低，換言之，混凝土碳化的酸度增加，削弱了钢筋的保护作用，使钢筋容易锈蚀，生锈钢筋体积扩大，对混凝土有拉应力作用，是混凝土开裂的主要原因，同时也使得混凝土的抗拉和耐折强度大幅降低，从而影响建筑的正常使用年限[2]。
1.2 冻融破坏
混凝土内部具有较多细微的孔隙，当室外的温度保持到了冰点下，潮湿的环境导致混凝土内部的水结冰体积发生膨胀，反复作用的应力超过了混凝土的抵抗能力，导致混凝土遭到了破坏。冻融作用会加速混凝土开裂，形成互相联通的裂缝，继而混凝土开始缓慢剥落，时间越长，混凝土的损伤越大，使得混凝土的强度降低，影响正常使用。
1.3化学侵蚀
雨雪过后，道路结冰或被雪覆盖，使用除冰盐融化道路和立交桥上的雪，除冰硫酸盐中可能含有大量的氢氧化钠，氢氧化钠将扩散至钢筋混凝土主体结构中，破坏了钢筋主体表面的弹性钝化保护膜，造成了钢筋主体结构的表层局部锈蚀，降低了钢筋混凝土的强度，降低了钢筋混凝土结构的耐久性。除了氯盐，还有硫酸盐、微生物等也能使钢筋结构发生化学腐蚀，扩散的过程是否取决于它的浓度及其对于混凝土体系的渗透能力[3]。
1.4 碱集料反应
碱-骨料反应是混凝土结构的一个难以避免的问题，由于水泥生产熟料和外加剂中含有大量的碱性环境物质，而混凝土集料中又有SiO2、硅酸盐和碳酸盐等大量活性材料，两者之间存在化学反应，产物的积累导致内部膨胀，从而导致混凝土结构的破坏和裂缝产生。由于钢筋混凝土的骨料分布不均匀，导致混凝土的表面首先会出现无序和较大体积的裂缝，混凝土的耐久性迅速下降[4]。
1.5 钢筋锈蚀
通常情况下，钢筋混凝土结构中都会含有酸性氢氧化钙和水溶液，这些化学物质的碱性可能会逐渐升高，在日照环境下，钢筋的基层表面将被阳光氧化，并且形成一层钝化的薄膜，保护钢筋表层免于被腐蚀，但由于室内空气或土壤环境和温度变化等多种原因，空气土壤中的碳和二氧化碳成分可通过孔隙直接进入钢筋混凝土，发生化学反应，使得混凝土的PH值降低，加快钢筋的锈蚀。由于氯离子能够通过活化钢筋材料，所以氯离子的存在会加快钢筋锈蚀的发展，同时钢筋锈蚀产生的各种物质会向混凝土中的孔隙扩散，时间越长，堆积物体积越大，最终导致混凝土开始不断膨胀开裂，使混凝土保护层逐渐脱落[5]。
2 提高混凝土结构耐久性的措施
2.1 选择合理的材料
选择水泥材质和钢筋品种时，应充分考虑到水泥材质包括其颜色、保水性、适应力、酸碱含量等指标，尽量选择低热或中温的水泥，减少其他性质水泥的含量，最重要的是适应工程环境。在骨料选用上，应该优先考虑选用天然中砂或者颗粒型较好的机制砂，级别颗粒型形状配置良好的沙石更有利于提高了混凝土拌合物之间的配合比及其容易性。如果添加引气成分外加剂，应选用优质引气组分，不应选用含有木钙和十二烷等成分的引气剂，因为这类引气成分气泡直径大，稳定性差。
2.2 预防钢筋锈蚀
目前，控制钢筋锈蚀较常用的方法有预先处理和阻锈剂这两种方法，当混凝土结构出现碳化产生裂缝，或者氯离子侵入到结构内部就会加速钢筋的锈蚀，因此，有必要提高混凝土的密度，减少裂缝的产生，防止腐蚀性介质侵入混凝土，也可以采用一些化学方法来预防钢筋的腐蚀，使用阻锈剂则是目前预防控制钢筋锈蚀的主要方式。
2.3 严格控制施工质量
施工质量控制是提高混凝土结构耐久性的重要手段，在对混凝土进行拌和、搬运以及养护等各个方面应严格按技术标准和要求执行。在加工搅拌钢筋混凝土时，应该加强对所用原材料和加工产品质量的检验监管，严格控制骨料的实际含泥量，加大对钢筋的质量检查和后续使用外加剂的检验，减少混凝土中的活性化学物质含量。此外，还应该严格控制原料的水灰比，尽量减少外用添加剂的使用。
混凝土在运输和施工时，当构件的设计厚度较大时，施工过程中浇筑的分层厚度尽量保证较小，以养护时混凝土分层和水泥砂浆损耗等情况发生。混凝土搅拌车应有防风、防雨、防晒、防寒等措施，保证混凝土按质按量浇筑。
混凝土的养护可以采用塑料薄膜覆盖、喷洒养护和带模养护这几种方式，关键要保证混凝土处于适宜的温度和湿度中，避免在养护期内混凝土结构过早出现干燥而开裂。
3.结语
其耐久性是直接决定了建筑结构的安全性和使用寿命，影响混凝土结构的主要因素包括冻融、碳化、化学侵蚀、碱集料反应和钢筋锈蚀等，针对影响钢筋混凝土结构的耐久性因素从混凝土原材料质量控制、钢筋预处理和施工质量等控制等方面提出科学有效应对措施，可以为钢筋混凝土结构设计和施工提供参考。
参考文献
[1]孟明.影响混凝土结构耐久性的因素[J].房地产世界，2020（07）：40-42.
[2]刘锦涛.关于混凝土和易性及耐久性的探究[J].智能城市，2020，7（05）：159-160.
[3]韩旭.公路混凝土耐久性探析[J].中国建材，2020（02）：122-124.
[4]吴有宝.水工混凝土结构耐久性研究[J].珠江水运，2020（23）：71-72.
[5]杨锦林.浅谈混凝土结构耐久性[J].中国建筑金属结构，2020（11）：126-127.
湖南科技学院土木与环境工程学院 湖南 永州 425199