混凝土結構耐久性分析研究

摘要：眾所周知，近些年伴隨著城市化進程的不斷加快，我國的建筑工程項目如雨后春筍般出現開來，成為了我國城市化建設戰略中最重要的表現形式。在當前的建筑工程項目當中，混凝土結構是其中應用最廣泛也是最普遍的一種結構形式，混凝土結構呈現出來的良好的受力性能在很大程度上提供了建筑工程項目的整體質量，增加了建筑工程項目的使用年限。但是，混凝土結構的耐久性研究工作中也發現其中不乏一些負面因素在影響著其性能，本文將就混凝土結構耐久性進行深入的分析和探究。

關鍵詞：混凝土結構;建筑項目;耐久性

現階段，我國建筑領域的設計人員將更多的關注焦點集中在了其他方面，而忽視了對混凝土結構耐久性的設計，也沒有充分考慮到可能會影響混凝土結構耐久性的諸多因素，最終導致建筑項目中混凝土結構的實際使命遠遠低于預期計劃。混凝土結構的應用不僅沒有很好的確保建筑項目的質量，反而影響到了建筑項目的交付使用，同時給建筑企業以及國家造成了不同程度的經濟損失，使得建筑項目的實際宏觀造價遠超出預算。以下是筆者結合自己多年相關工作經驗，就此議題提出自己的幾點看法和建議。

一、關于耐久性的簡要介紹

何為耐久性，其從理論層面來解釋，其主要指的是在確定的大環境、使用條件以及正常維修條件的情況下，建筑構件在設計使用年限中能夠保持安全性和適用性的能力。建筑構件的耐久性越強，建筑體的使用年限就越長，建筑體的安全性就越強。混凝土結構在長期日曬雨淋的外露環境中，出現一些損傷或者腐蝕是不可避免的，混凝土的耐久性也會受到自然因素的客觀影響，但是，真正影響混凝土結構耐久性的因素還是在混凝土結構耐久性設計以及混凝土本身。

二、關于影響混凝土結構耐久性能的因素分析

（一）材料性能劣化

在影響混凝土結構耐久性的諸多因素中，最基礎也是最本質的一個因素便是材料性能自身的劣化和劣質，因為材料性能自身的原因而引起的混凝土剛度衰減以及強度變弱，會在根源上影響到混凝土結構的安全性。根據筆者的調查和了解，發現當前我國建筑領域基于混凝土結構耐久性影響因素之一的材料性能劣化的研究，基本上都是通過一般假設開始的，這與客觀條件的局限性有著非常緊密的關系。在實際建筑工程當中，絕大多數的混凝土結構需要承受的環境因素和荷載因素兩個方面的原因。眾所周知，混凝土承受荷載的過程當中必然會導致混凝土本身力學性能的退化，一旦混凝土的力學性能發生退化，那么其對于鋼筋的保護作用就會逐漸降低，鋼筋久而久之就會出現銹蝕的情況，鋼筋承受能力的減退必然會降低混凝土構件的承載能力。加之，外界環境因素對于混凝土結構的侵蝕與破壞，二者的交互作用會加劇混凝土結構破壞過程的復雜程度。

（二）混凝土的碳化反應

在一般的硅酸鹽水泥混凝土中，水泥熟料的主要礦物成分包括以下幾種，分別是硅酸鹽三鈣、硅酸鹽二鈣、鋁酸三鈣以及石膏等等，而水化產物則主要為水化硅酸鈣和氫氧化鈣兩種，充分水化之后混凝土空隙水溶液為氫氧化鈣飽和溶液，PH值為12-13，呈現出堿性‘而外部環境當中酸性氣體二氧化碳或者液體隨時會侵入到混凝土當中，和水泥熟料中的堿性物質發生碳化反應，混凝土中的PH值就會出現下降的趨勢。關于如何有效阻止混凝土碳化反應的出現或者有效減緩混凝土碳化的反應程度，筆者提出以下兩個方面的建議：

首先，加強環保意識，減少工業殘渣和廢料的排放。外界環境中二氧化碳的含量是非常高的，混凝土的碳化反應幾乎是沒有辦法完全阻止的。但是，我們可以盡全力去控制好人為因素影響下產生的二氧化碳排放量，其中，最主要的便是控制好工業化廢料和殘渣的排放量，控制好二氧化碳的濃度的增加，強化環保意識，進而有效控制混凝土碳化現象的產生。

其次，提高混凝土的強度和密度。在水泥水化的過程當中，混凝土內部會產生非常多的孔隙、氣泡以及毛細管等等，外部環境中的二氧化碳便會通過這些孔隙、氣泡以及毛細管等深入到混凝土的內部，并且在混凝土的內部擴散開來，與混凝土孔隙、氣泡以及毛細管當中的液體發生化學反應，最終生成碳酸鈣鹽，這就很有可能造成原反應物體積發生膨脹，其中PH值也會隨之降低，而混凝土的膠凝孔隙和一部分孔隙被碳化的產物發生堵塞，混凝土的強度和密度會隨之提高很多，這就在很大程度上減輕了二氧化碳的擴散情況，在一定程度上阻止了碳化反應的發生。

（三）鋼筋銹蝕

影響混凝土耐久性的主要原因中還包括鋼筋的銹蝕。其實，在早期的混凝土結構當中，鋼筋表層是處于鈍化狀態當中的，鋼筋的表層會有一層水化氧化膜，這層膜非常致密，可以非常牢固的吸附在鋼筋表面，其可以在一定時間段內有效防止鋼筋出現銹蝕的情況。可是，伴隨著混凝土被逐漸碳化，鋼筋表層的PH值就會慢慢降低，其鈍化膜就會遭到不同程度的破壞，鋼筋的銹蝕反應也就慢慢出現了。而且這種銹蝕是一種不均勻的銹蝕，鋼筋表面會出現凹凸不平的現象，鋼筋的力學性能就是在這樣的過程中慢慢退化的，鋼筋脆性會變得越來越強，而強度則越來越弱，在相互影響的過程中，緩凝土的碳化會越來越顯著。

三、結束語

綜上所述，混凝土結構耐久性能的強弱在很大程度上影響著整體建筑的質量，相關部門和人員必須要高度重視起混凝土結構的耐久性能，要加大對混凝土結構耐久性的研究力度，全面提升混凝土結構的耐久性能。

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作者簡介：張冬原（1974-），男，漢族，河北保定人，本科，高級工程師，高性能混凝土。