混凝土環境適應性與可持續性發展＊

范 升，劉 莉

（濰坊學院，山東 濰坊 261061）

環境適應性是混凝土適應各種復雜工程環境的能力。現代工程規模大，所處環境復雜。混凝土作為主要的工程材料，與工程周邊環境直接接觸，應具有適應周邊侵蝕介質以及環境條件發生變化的性能。就工程本身而言，混凝土環境適應性的好壞，直接影響工程結構的正常使用，也會影響到結構的使用壽命，極端情況下還會影響到結構的承載能力，有可能導致結構安全問題。從社會發展的角度來看，混凝土適應環境能力的高低與可持續發展和節能環保密切相關。現代工程技術發展要求材料技術的發展應與資源環境等實現良性循環。

1 影響混凝土環境適應性的因素

1.1 壓力水、流水

混凝土能夠適應周邊環境，首先表現為應具有能夠抵抗外界侵蝕介質破壞的能力。現代高層建筑在土中嵌固深，很多建筑基礎都會位于地下水位以下。即便地下水本身沒有酸堿成分，由于混凝土不是絕對密實，在長期水壓力作用下，水會滲入混凝土內部，起到軟化作用，使混凝土強度降低；同時由于在壓力水或者是流水的作用下，混凝土中水泥水化產物溶解度加大，這種作用長期持續，溶解出的成分流失，混凝土孔隙率增大，會更加不密實，水對混凝土強度的軟化作用進一步加強，形成惡性循環，最終必然會影響結構安全，進而影響到混凝土使用壽命。

1.2 酸堿成分

地下水中往往含有對混凝土有直接腐蝕作用的成分，這就對混凝土適應環境的能力有更高的要求。混凝土處于含有大量鎂鹽的海水和地下水中，鎂鹽會與混凝土中的氫氧化鈣發生反應，生成沒有膠結能力的氫氧化鎂，嚴重時鎂離子還會置換出混凝土中提供強度的鈣離子，影響混凝土的整體性和堅固性。在硫酸鹽環境中，混凝土中氫氧化鈣和硫酸鹽發生反應生成鈣礬石，體積大幅度膨脹，也有極大地破壞作用。

1.3 溫度變化

外界環境的變化對混凝土的性能也有很大的影響。在寒冷地區，溫度降至負溫的時候，混凝土中所含水結冰體積膨脹，在材料內部中產生膨脹應力，如果混凝土自身強度不足以抵抗這種膨脹，那么就會產生裂縫甚至發生整體破壞。

混凝土在溫度變化時表現出來的性質還有熱傳導性。混凝土熱傳導性的好壞會影響到建筑結構的保溫和隔熱功能。選擇合適的原材料，進行合理的配合比設計，根據需要添加適宜的外加劑，控制好混凝土的熱傳導性，可實現最大程度的節能減排。

2 混凝土技術可持續性發展的意義和提高混凝土環境適應性的措施

2.1 混凝土技術可持續性發展意義

混凝土技術的發展對混凝土的環境適應性提出了更高的要求。混凝土技術應與資源、環境相適應，應有利于資源的綜合利用，有利于環境的保護和節能減排。混凝土技術能夠最大程度的適應環境，有利于混凝土各項性能的發揮，混凝土結構在使用過程中維護費用低，使用壽命長，可以減少修補或拆除產生的浪費和建筑垃圾，減少自然資源和能源的消耗，減少對環境的污染，綜合來看是符合可持續性發展要求的。

2.2 工程現狀及原因

按照現行混凝土設計規范的規定，普通混凝土建筑物的設計使用壽命為50年，對于橋梁和重要的高層建筑工程按照100年使用期限進行設計。但是近幾十年以來，混凝土工程因材料非強度問題造成破壞的案例經常出現，這主要是由于以前工程設計偏重結構滿足荷載要求，而很少考慮工程材料的環境適應性，造成混凝土耐久性差，受環境侵蝕作用而容易過早產生破壞，由此造成的經濟損失也非常巨大。隨著社會經濟的發展，環境適應性差的混凝土工程的問題將會更多地顯現出來。因此，應該給予混凝土環境適應性更多的重視。

混凝土不能很好地適應環境，產生破壞的原因很多。大型工程采用的高強度水泥本身抗裂性差；施工過程中，沒有嚴格遵守施工規程，混凝土養護不當；沒有根據環境條件采用合適的水泥品種；沒有采用正確的構造措施保護混凝土等諸多因素都會影響混凝土的性能；另外目前工程界對混凝土材料耐久性的研究還不夠深入，混凝土的設計和施工缺乏正確的指導，對在多方面因素共同作用下混凝土的破壞作用還缺少足夠認識。

2.3 提高混凝土環境適應性的措施

提高混凝土環境適應性，要從混凝土生產和工程設計施工以及維護等方面入手。混凝土應進行針對使用環境的配合比設計，生產原材料可考慮優先采用粉煤灰、高爐礦渣等工業副產品。現行混凝土設計規范已經在很多方面考慮了耐久性因素，工程設計在考慮結構強度和剛度的同時，必須根據工程結構使用環境依據設計規范進行耐久性設計，不同的地區環境不同，各地還應根據當地的實際情況進行研究，發現有針對性的增強混凝土耐久性的措施并在工程中加以應用。結構施工時，必須選擇性能優良的材料，采用先進的施工技術和管理措施，嚴格遵守施工程序，做好質量控制工作，保證混凝土各方面性能的實現，從而提高混凝土耐久性。結構施工完成，在使用過程中，要按照設計要求做好結構構件的維護工作。

3 結束語

混凝土是目前工程中用量最大、應用范圍最廣的材料，混凝土的生產消耗大量的資源和能源，對環境和人類的居住空間都有很大的影響。在混凝土技術的發展過程中必須要堅持可持續發展原則，加強混凝土生產的研究，做好混凝土結構的設計和施工管理，并做好工程結構的使用維護，不斷提高混凝土的使用壽命，充分發揮混凝土的各種性能，實現混凝土技術的綠色化，使其對環境的污染程度減少到最低，以提高混凝土與人類環境相結合的水平。

［1］陳志源，李啟令.土木工程材料［M］.武漢：武漢理工大學出版社，2003.

［2］鄧敏，唐明述.混凝土的耐久性與建筑業的可持續性發展［J］.混凝土，1999，（2）：8－12.

［3］王元綱，李潔，周文娟.土木工程材料［M］.北京：人民交通出版社，2007.