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【摘 要】 钢筋混凝土是我国现代建筑工程的主要材料，据国内权威部门调查，国内大多数钢筋混凝土建筑物在使用30年左右后即需大修，处于严酷环境下的使用寿命仅20年左右，甚至部分工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土结构开裂的现象。从工程安全的角度和经济社会可持续发展的角度看，这种现状导致了资源、能源的不合理消耗，增加了当前混凝土结构工程的安全隐患和因为拆除而形成的大量建筑工程垃圾。随着社会的发展，大量钢筋混凝土建筑物使用年限也在增长，建筑结构老化的问题日益突出。如何延长在役钢筋混凝土结构的寿命周期已成为一个迫切需要解决的问题。
【关键词】 钢筋混凝土结构;寿命周期
引言：
对于我国这样一个正蓬勃发展的发展中国家而言，大规模的基本建设一日千里，特别是以钢筋混凝土结构为主的道路、桥梁、海港等基础设施建设已经是国家投资项目的重点。这些投资巨大的基础设施，深刻影响着国民经济。与一般民用建筑相比，它们应该有更长的使用寿命。但是，由于这些基础设施大多处于恶劣的自然环境中，其使用寿命往往因为客观原因而不甚理想，导致了巨额的养护修缮的费用，有的甚至需要拆除或重建;引起重大的工程事故的现象也时有发生，这都对人民的财产造成了极大的损失和不良影响。因此，考虑如何延长这些设施的使用寿命，减小因使用寿命周期不够长而引起的损失，是亟需解决的一个具有现实意义的研究课题。
一、钢筋混凝土结构寿命周期的相关概念明晰
1.结构寿命的概念
1.1.承载能力的寿命：指结构从建成投入使用后，因自然原因（物理、化学变化等）达到承载能力极限状态而不能继续使用的年限。
1.2.正常使用寿命：指结构从建成投入使用开始到结构不能满足使用功能要求为止的一段时间，但经维修加固或改造后仍可继续使用。
1.3.结构使用寿命：一般指结构在实际工作条件下，能够持续满足各项结构功能要求的实际服役年限。
1.4.剩余寿命：建筑结构在正常使用一段时期后，能够继续满足各项功能要求的服役年限。
2.结构寿命预测的内容
结构的寿命预测包括了两项内容：
2.1.新建结构的使用寿命预测。新建结构的使用寿命预测可为耐久性设计提供必要的依据，设计者可针对结构的预期寿命，合理地选择材料和保证结构耐久性的措施，确保结构在安全的前提下达到业主所期望的使用寿命。
2.2.服役结构的剩余寿命预测。服役结构的剩余寿命对维修加固方案的制定是十分必要的，并一可预测潜在的危险，避免事故的发生。
二、影响钢筋混凝土结构寿命周期的因素分析
随着建筑业的飞速发展，其结构的安全和耐久性问题愈来愈突出，钢筋混凝土结构构件的裂缝是影响结构安全和耐久性的关键因素之一，而钢筋混凝土结构构件产生裂缝是施工与使用中的普遍现象，因此分析钢筋混凝土结构构件裂缝产生的原因，采取行之有效的措施，才能更好的防治裂缝产生。
1.结构裂缝
钢筋混凝土结构构件常见裂缝主要由材料质量问题;施工工艺问题;温度、湿度变化因素;地基沉降问题;设计问题等原因引起。
1.1质量原因
材料质量问题引起的结构构件的裂缝，较常见的原因是水泥、砂、石等质量问题，若工程上采用了不合格的材料就可能出现“豆腐渣工程”。所以只有把好材料的质量关，才能从基础上保证工程的质量，是确保工程质量的关键因素之一。
1.2施工工艺原因
混凝土是一种水泥、砂、石子、水混合而成的，在施工工艺比如混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中，任何缺陷和疏漏，都可能导致产生裂缝。当模板构造不当，比如漏水、漏浆等也会造成裂缝。
1.3设计缺陷。
在施工的时候考虑不周，如截面不够、未考虑施工过程可能产生的荷载、梁板跨度过大、有效截面偏小、计算错误、受力钢筋截面偏小、板太薄、配筋位置不当、节点不合理等因素均易导致混凝土开裂。
1.4溫度、湿度导致变形
混凝土具有热胀冷缩的性质。一旦有环境温度发生变化时，结构就会产生温度变形，产生附加应力，只要当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝
1.5地基变形
在钢筋混凝土结构中，有些裂缝产生是因为不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况，地基变形缝一般是贯穿性的。
2.环境因素
结构的使用寿命与其所处的环境息息相关。对于处于不同工作环境中的同种结构来说，因素和过程都有很大的不同，导致寿命的不同。环境对结构的作用可分为两类，一类为自然环境作用，一类为使用环境作用。
2.1.自然环境的影响
自然环境作用，指自然环境中的腐蚀介质对结构的侵蚀作用，主要包括有混凝土碳化、氯离子等因素。此外，硫酸盐腐蚀和冻融循环也是主要因素。
2.2.使用环境的影响
使用环境的作用，指人类生活环境和工业生产环境对结构产生的消极作用，其中化学介质最为普遍，这种腐蚀的发生地大多是石化、化工、轻工及纺织印染等工厂。
2.3.荷载影响
荷载对结构的长期作用，会引起结构内部的损伤，损伤使结构抗力降低，从而降低结构的可靠度。当结构的可靠度小于最小可靠度时，其结构的寿命也就终止了。
2.4.内部影响
在自然环境中，随着时间的增长，结构的材料会逐渐老化，老化的结构使得材料的性能下降，强度降低。一些内部化学反应所产生新物质产生的压力也使结构破坏。
三、延长钢筋混凝土结构寿命措施探析
1.防止钢筋锈蚀及其措施
1.1采用喷塑钢筋、钢筋表面涂锌、混凝土中掺加缓蚀剂、混凝土表面涂刷防护层等保护措施可以减缓二氧化碳、氧气、水等向钢筋表面渗透扩散的速度。 1.2加厚混凝土保护层可显著地减缓腐蚀因子渗透到钢筋表面的速度，同时，也可提高对钢筋锈蚀膨胀的抵抗力。在施工的时候，为了保证钢筋的位置正确，混凝土保护层必须满足设计要求等。其中，钢筋的垫块在一般情况下，应采用细石混凝土或水泥砂浆制作，而不得采用石子，更不能使用短钢筋，有条件的時候，定型的塑料垫块是最好的。
1.3提高混凝土的密实度
提高混凝土的密实性，可以减少内部微细孔隙和毛细管，这样才能提高钢筋的防腐蚀能力。在施工时，必须保证震荡均匀、严格把握时间，防偏漏。除此之外，认真加以养护也是使保护层密实的方法，只有这样，才会使水泥浆完全覆盖住钢筋，使之形成有效的隔离层。同时，混凝土中，粗骨料的直径不能过大。在同样的水与灰的比重之下，骨料颗粒粒径的增大会降低混凝土的抗渗性。
1.4构件形式、配筋方式的合理运用。
构件尺寸不宜太小，构件外形也不宜复杂。尺寸过小，保护层不易保证。棱角过多，保护层厚度不能到保证，并且增加了腐蚀因子的渗透面。
2.提高混凝土的耐久性
2.1要提高混凝土的耐久性，就必须降低它的孔隙率，尤其是毛细管的孔隙率，在操作中，主要措施是降低混凝土的拌和用水量。但如果盲目地降低用水量，混凝土的凝固性又会随之降低，导致成型困难，同样会造成混凝土结构的不致密。
2.2掺入高效的活性矿物。
混凝土不能耐久的一大主要因素是其中水化物的稳定性不足，所以，在普通混凝土中，适量地掺入活性矿物的就可以有效改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成成分。它们能经过二次反应，生成更高强度、更稳定的低碱性水化硅酸钙，从而达到改善的目的。某些超细的矿物掺料，由于它的平均粒径小于水泥粒子的平均粒径，所以正好可以填充于水泥粒子之间的空隙中，使水泥石结构更为紧密。有效改善其使用性能。
2.3提高混凝土的抗冻性。
到目前为止，为了提高混凝土抗冻性，一般方法就是在施工中的混凝土里掺入减水剂，或者引气剂。在现代工程中使用的高性能的混凝土中，除了掺入高效减水剂外，还掺入了定量的粉煤灰，由于其颗粒细、以及在水泥浆体中的良好分散能力，有效地填充了混凝土中的毛细孔，使得混凝土更加密实和均匀，在提高混凝土的耐久性上作用很大。这种方法的运用，在很大程度上提高了混凝土强度，同时也有效地延长了混凝土的寿命。不仅如此，在排除内部破坏因素的情况下，其抵抗环境侵蚀破坏的能力也会随着混凝土强度的提高而加强。
四、结语
综上所述，延长钢筋混凝土结构的寿命是一个重要的、迫切需要加以解决的问题。这需要从结构的设计、施工、材料供应等许多方面进行充分考虑。钢筋混凝土结构才能有更美好的未来。
参考文献：
[1]潘振华，牛荻涛，王庆霖.钢筋锈蚀开裂条件的试验研究[[J].工业建筑，1999，29（5）：4649
[2]袁迎曙，贾福萍，蔡跃.锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型团.土木工程学报，2001，34（3）：4752
[3]耿永常.工程项目可行性论证的理论方法与应用：[博士学位论文].哈尔滨：哈尔滨工程大学.2001
【关键词】 钢筋混凝土结构;寿命周期
引言：
对于我国这样一个正蓬勃发展的发展中国家而言，大规模的基本建设一日千里，特别是以钢筋混凝土结构为主的道路、桥梁、海港等基础设施建设已经是国家投资项目的重点。这些投资巨大的基础设施，深刻影响着国民经济。与一般民用建筑相比，它们应该有更长的使用寿命。但是，由于这些基础设施大多处于恶劣的自然环境中，其使用寿命往往因为客观原因而不甚理想，导致了巨额的养护修缮的费用，有的甚至需要拆除或重建;引起重大的工程事故的现象也时有发生，这都对人民的财产造成了极大的损失和不良影响。因此，考虑如何延长这些设施的使用寿命，减小因使用寿命周期不够长而引起的损失，是亟需解决的一个具有现实意义的研究课题。
一、钢筋混凝土结构寿命周期的相关概念明晰
1.结构寿命的概念
1.1.承载能力的寿命：指结构从建成投入使用后，因自然原因（物理、化学变化等）达到承载能力极限状态而不能继续使用的年限。
1.2.正常使用寿命：指结构从建成投入使用开始到结构不能满足使用功能要求为止的一段时间，但经维修加固或改造后仍可继续使用。
1.3.结构使用寿命：一般指结构在实际工作条件下，能够持续满足各项结构功能要求的实际服役年限。
1.4.剩余寿命：建筑结构在正常使用一段时期后，能够继续满足各项功能要求的服役年限。
2.结构寿命预测的内容
结构的寿命预测包括了两项内容：
2.1.新建结构的使用寿命预测。新建结构的使用寿命预测可为耐久性设计提供必要的依据，设计者可针对结构的预期寿命，合理地选择材料和保证结构耐久性的措施，确保结构在安全的前提下达到业主所期望的使用寿命。
2.2.服役结构的剩余寿命预测。服役结构的剩余寿命对维修加固方案的制定是十分必要的，并一可预测潜在的危险，避免事故的发生。
二、影响钢筋混凝土结构寿命周期的因素分析
随着建筑业的飞速发展，其结构的安全和耐久性问题愈来愈突出，钢筋混凝土结构构件的裂缝是影响结构安全和耐久性的关键因素之一，而钢筋混凝土结构构件产生裂缝是施工与使用中的普遍现象，因此分析钢筋混凝土结构构件裂缝产生的原因，采取行之有效的措施，才能更好的防治裂缝产生。
1.结构裂缝
钢筋混凝土结构构件常见裂缝主要由材料质量问题;施工工艺问题;温度、湿度变化因素;地基沉降问题;设计问题等原因引起。
1.1质量原因
材料质量问题引起的结构构件的裂缝，较常见的原因是水泥、砂、石等质量问题，若工程上采用了不合格的材料就可能出现“豆腐渣工程”。所以只有把好材料的质量关，才能从基础上保证工程的质量，是确保工程质量的关键因素之一。
1.2施工工艺原因
混凝土是一种水泥、砂、石子、水混合而成的，在施工工艺比如混凝土的搅拌、运输、浇捣、振实各道工序中，任何缺陷和疏漏，都可能导致产生裂缝。当模板构造不当，比如漏水、漏浆等也会造成裂缝。
1.3设计缺陷。
在施工的时候考虑不周，如截面不够、未考虑施工过程可能产生的荷载、梁板跨度过大、有效截面偏小、计算错误、受力钢筋截面偏小、板太薄、配筋位置不当、节点不合理等因素均易导致混凝土开裂。
1.4溫度、湿度导致变形
混凝土具有热胀冷缩的性质。一旦有环境温度发生变化时，结构就会产生温度变形，产生附加应力，只要当这种应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝
1.5地基变形
在钢筋混凝土结构中，有些裂缝产生是因为不均匀沉降。裂缝的大小、形状、方向取决于地基变形的情况，地基变形缝一般是贯穿性的。
2.环境因素
结构的使用寿命与其所处的环境息息相关。对于处于不同工作环境中的同种结构来说，因素和过程都有很大的不同，导致寿命的不同。环境对结构的作用可分为两类，一类为自然环境作用，一类为使用环境作用。
2.1.自然环境的影响
自然环境作用，指自然环境中的腐蚀介质对结构的侵蚀作用，主要包括有混凝土碳化、氯离子等因素。此外，硫酸盐腐蚀和冻融循环也是主要因素。
2.2.使用环境的影响
使用环境的作用，指人类生活环境和工业生产环境对结构产生的消极作用，其中化学介质最为普遍，这种腐蚀的发生地大多是石化、化工、轻工及纺织印染等工厂。
2.3.荷载影响
荷载对结构的长期作用，会引起结构内部的损伤，损伤使结构抗力降低，从而降低结构的可靠度。当结构的可靠度小于最小可靠度时，其结构的寿命也就终止了。
2.4.内部影响
在自然环境中，随着时间的增长，结构的材料会逐渐老化，老化的结构使得材料的性能下降，强度降低。一些内部化学反应所产生新物质产生的压力也使结构破坏。
三、延长钢筋混凝土结构寿命措施探析
1.防止钢筋锈蚀及其措施
1.1采用喷塑钢筋、钢筋表面涂锌、混凝土中掺加缓蚀剂、混凝土表面涂刷防护层等保护措施可以减缓二氧化碳、氧气、水等向钢筋表面渗透扩散的速度。 1.2加厚混凝土保护层可显著地减缓腐蚀因子渗透到钢筋表面的速度，同时，也可提高对钢筋锈蚀膨胀的抵抗力。在施工的时候，为了保证钢筋的位置正确，混凝土保护层必须满足设计要求等。其中，钢筋的垫块在一般情况下，应采用细石混凝土或水泥砂浆制作，而不得采用石子，更不能使用短钢筋，有条件的時候，定型的塑料垫块是最好的。
1.3提高混凝土的密实度
提高混凝土的密实性，可以减少内部微细孔隙和毛细管，这样才能提高钢筋的防腐蚀能力。在施工时，必须保证震荡均匀、严格把握时间，防偏漏。除此之外，认真加以养护也是使保护层密实的方法，只有这样，才会使水泥浆完全覆盖住钢筋，使之形成有效的隔离层。同时，混凝土中，粗骨料的直径不能过大。在同样的水与灰的比重之下，骨料颗粒粒径的增大会降低混凝土的抗渗性。
1.4构件形式、配筋方式的合理运用。
构件尺寸不宜太小，构件外形也不宜复杂。尺寸过小，保护层不易保证。棱角过多，保护层厚度不能到保证，并且增加了腐蚀因子的渗透面。
2.提高混凝土的耐久性
2.1要提高混凝土的耐久性，就必须降低它的孔隙率，尤其是毛细管的孔隙率，在操作中，主要措施是降低混凝土的拌和用水量。但如果盲目地降低用水量，混凝土的凝固性又会随之降低，导致成型困难，同样会造成混凝土结构的不致密。
2.2掺入高效的活性矿物。
混凝土不能耐久的一大主要因素是其中水化物的稳定性不足，所以，在普通混凝土中，适量地掺入活性矿物的就可以有效改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成成分。它们能经过二次反应，生成更高强度、更稳定的低碱性水化硅酸钙，从而达到改善的目的。某些超细的矿物掺料，由于它的平均粒径小于水泥粒子的平均粒径，所以正好可以填充于水泥粒子之间的空隙中，使水泥石结构更为紧密。有效改善其使用性能。
2.3提高混凝土的抗冻性。
到目前为止，为了提高混凝土抗冻性，一般方法就是在施工中的混凝土里掺入减水剂，或者引气剂。在现代工程中使用的高性能的混凝土中，除了掺入高效减水剂外，还掺入了定量的粉煤灰，由于其颗粒细、以及在水泥浆体中的良好分散能力，有效地填充了混凝土中的毛细孔，使得混凝土更加密实和均匀，在提高混凝土的耐久性上作用很大。这种方法的运用，在很大程度上提高了混凝土强度，同时也有效地延长了混凝土的寿命。不仅如此，在排除内部破坏因素的情况下，其抵抗环境侵蚀破坏的能力也会随着混凝土强度的提高而加强。
四、结语
综上所述，延长钢筋混凝土结构的寿命是一个重要的、迫切需要加以解决的问题。这需要从结构的设计、施工、材料供应等许多方面进行充分考虑。钢筋混凝土结构才能有更美好的未来。
参考文献：
[1]潘振华，牛荻涛，王庆霖.钢筋锈蚀开裂条件的试验研究[[J].工业建筑，1999，29（5）：4649
[2]袁迎曙，贾福萍，蔡跃.锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型团.土木工程学报，2001，34（3）：4752
[3]耿永常.工程项目可行性论证的理论方法与应用：[博士学位论文].哈尔滨：哈尔滨工程大学.2001