混凝土結構耐久性研究的回顧分析

【摘 要】混凝土結構耐久性研究已經成為當今社會非常重要的課題之一，充分考慮到研究混凝土結構耐久性的重要意義，本文針對混凝土結構耐久性問題進行了深入的研究，對影響混凝土結構耐久性的因素進行分析，并進一步提出了相應的措施，以期使混凝土耐久性得到有效的提高。

【關鍵詞】混凝土結構；耐久性；分析研究

1 前言

預應力混凝土、鋼筋混凝土、素混凝土由于其良好的耐久性、容易獲取原材料、經濟、施工簡便等各方面的原因，成為了建筑工程中使用范圍非常廣泛的一種工程材料。近年來，不斷發展的現代科學技術，混凝土結構的耐久性已經有了很大的研究成果。但是，因為影響混凝土耐久性的因素眾多，同時又非常復雜，以及各種相互交叉作用，所以，混凝土耐久性破壞問題對人們仍然造成了很大的困擾。

通過對眾多資料的研究我們發現，因為混凝土耐久性不足造成的工程結構的失效、拆除以及破壞等現象屢見不鮮，所以不得不進行加固和維護，這就帶來了嚴重的經濟損失，這并不是個別問題，而是全國普遍存在的問題，所以，政府職能部門、設計單位、工程界以及學術界等都必須對這個問題給予高度的重視。

2 影響因素分析

2.1 混凝土的碳化

氫氧化鈣普遍存在于混凝土的水泥石中，它呈現堿性，為了使金屬鋼筋免于酸性介質的腐蝕，氫氧化鈣在鋼筋的表面會有一層堿性薄膜形成，具有“鈍化”的保護作用。但是，有很多種酸性介質普遍存在于大氣之中，它們和水經由各種裂隙或者孔道而向混凝土中滲入，從而這種堿性被中和了。比如，大氣中的水和二氧化碳會化合成具有一定酸性的碳酸，雖然相對較弱，不過與氫氧化鈣一樣可以形成無堿性鹽，即碳酸鈣；因為工業污染而形成的酸雨等，這個過程就叫做“碳化”。這個指標可以進行鋼筋混凝土結構的可靠度分析。

2.2 化學侵蝕

在周圍的很多介質都直接或間接的和混凝土相接觸，例如：土壤、水、空氣等，這些介質中若容有堿、鹽、酸類侵蝕物質，并向混凝土的內部浸入，可以發生化學反應或者物理反應，從而混凝土便會受到嚴重的腐蝕，不斷地發生脹裂并進一步剝落，最終腐蝕鋼筋，造成結構的失效。

2.3 凍融破壞

在低溫狀態下，水分向混凝土中浸入將會結冰膨脹，從而造成混凝土內部微觀結構的損傷，凍融現象多次循環的發生，不斷積累的損傷會導致混凝土發生剝落酥裂，最終使混凝土強度降低。在我國北方的一些潮濕地區，常常發生混凝土構件凍融破壞現象。

2.4 溫濕度變化造成的影響

混凝土能夠熱脹冷縮，同時在干燥的環境下會由于失水收縮，在泡水浸潤時會發生膨脹，各個不同的狀態不斷、反復的變化，尤其是驟然發生的狀況下，混凝土內部體積和表明不協調的變化將會導致裂縫的產生，由于不均勻的脹縮而不斷積累的損傷，將會造成混凝土內部組織破壞，從而使結構抗力大大減弱。

2.5 堿-骨料反應

混凝土中的水泥由于水化作用而有一些堿金屬的釋放，這些堿金屬將會和骨料中的堿性成分經過化學反應產生堿活性物質，由于不斷的吸水這種物質的體積會膨脹，從而造成混凝土內部結構的破壞，從而會有雞爪形裂縫的產生，對混凝土結構造成嚴重影響，并影響使用，這就是所謂的堿-骨料反應。混凝土凝固數年之后將會發生這種反應，遍及混凝土的全體都可以發生堿-骨料反應，所以進行阻抗和修補都是非常困難的，甚至可以造成混凝土的完全破壞。

3 使混凝土結構耐久性得到提高的措施

3.1 進行高性能混凝土的配置

第一，對水灰比進行嚴格的控制，并使水泥用量得到保證。在坍落度滿足要求的條件下，應使水灰比盡可能的降低，從而使硬化后由于多余水造成的空隙減少，最終使混凝土結構的抗滲性、密實性得到有效的提高，從而混凝土耐久性也得到了很大限度的提高。第二，摻外加劑。進行外加劑的添加可以改善孔結構，并使抗滲性得到提高，這就是其提高混凝土耐久性的機理。在實際中常常使用兩種以上的外加劑，從而改善混凝土性能。第三，摻粉煤灰或礦渣。摻合料有良好的活性以及細度，從而可以對混凝土中的大孔進行填充，是混凝土孔隙率減低，使孔結構得到改善。第四，進行砂石材料的選擇時，必須選擇級配良好、粗細適宜的粗集料以及細集料，從而使混凝土密實性得到有效的提高。

3.2 鋼筋混凝土防腐

根據鋼筋腐蝕主要的機理進行鋼筋的防腐蝕設計，可以使用高性能防腐鋼筋、表面涂層、陰極保護、環氧涂層鋼筋、阻銹劑等。

進行混凝土拌合時，放入硝酸鈣充當陽極阻銹劑，從而達到使氯離子造成的陽極反應得到有效的降低。使用阻銹劑必須要有限度，同時并沒有足夠成熟的環氧涂層技術，進行施工過程中，部分涂層損傷會造成腐蝕，并會加速腐蝕，嚴重時還會發生斷裂，所以必須進一步研究該技術。所謂陰極保護技術即將導電涂料涂抹在混凝土表面，并連接直流電源的正極，從而使新的電位差得到形成，原鋼筋骨架變成陰極從而使鋼筋的銹蝕得到有效的抑制。不僅如此，還可以通過反向電流的施加使鋼筋間的電位差得到消除。初期進行陰極保護技術需要較高的成本投入，表面涂層法屬于非常有效的一種方法，即在鋼筋混凝土表明進行防護材料涂層的設置，例如過氯乙烯涂料、環氧樹脂砂漿等。對于很多重要工程結構，若不便維修則可以使用高性能防腐鋼筋，以長遠的角度看，這是最為經濟合理的措施。

4 總結

為了使混凝土結構耐久性得到有效的提高，必須對其足夠的重視，從各個方面入手使混凝土耐久性得到提高，同時對各個環節都要高度關注，從而使混凝土結構耐久性得到保證。不僅如此，除了使研究混凝土耐久性的過程得到加強，同時對于混凝土屬于脆性材料這個事實不能忽視，與傳統的混凝土不同，現代混凝土無論是微觀、細觀還是宏觀都發生了很大的變化，這就提出了更高的要求，必須對施工以及后處理養護等過程都給予高度的重視，同時材料的評價、設計、性能、結構以及組成，又要求我們必須清晰的把握對混凝土性能的預測。

參考文獻

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