摘要：随着社会经济的发展，我国的建筑行业有了很大进展，在建筑工程中，混凝土的应用十分广泛。钢筋混凝土是建筑的基础建筑材料，我国科研人员对如何提升钢筋混凝土的结构耐久性和稳定性问题的研究从未停止。本文将钢筋混凝土结构耐久性的研究现状，以及如何提升钢筋混凝土耐久性的措施做出了概述。
关键词：钢筋混凝土；耐久性；研究
1钢筋混凝土材料的耐久性定义
钢筋混凝土的耐久性是指钢筋混凝土对物理化学侵蚀作用的抵抗能力，以及对多种多样气候作用的抵抗能力。在这种破坏过程当中，钢筋混凝土结构仍然能维持自身稳定是研究的主要方向。很多原因都能够导致钢筋混凝土的耐久性降低，目前，所研究的方面主要有物理化学因素影响以及如何改善钢筋混凝土材料所处环境。钢筋混凝土主要包含钢筋与混凝土这两种材料，钢筋的化学腐蚀以及混凝土的碳化作用都是钢筋混凝土材料不稳定原因。为提高钢筋混凝土材料的耐久性，需要做好防护措施。优化建筑物钢筋混凝土材料所处环境，确保钢筋混凝土结构能够发挥作用。
2混凝土结构耐久性的重要性
钢筋混凝土结构的耐久性是指在特定工作环境中，钢筋混凝土及其构件因材料自身内部因素的影响，在一定使用期限内，钢筋混凝土构件对化学侵蚀、自然环境或其他变化过程的一种抵抗力。在工程建筑中，钢筋混凝土结构融合了混凝土和钢筋的优点，造价比较低廉，是当今主要的建筑结构形式，但许多钢筋混凝土结构因各种原因造成性能降低，原因主要是结构耐久性能不足，在设计结构时，抗力不足，使用时荷载过重，同时还包括我国沿海地区因气候潮湿造成的钢筋混凝土结构的侵蚀氧化破坏，导致混凝土结构丧失耐久性能，造成维修需要大量费用，甚至会造成被迫停工，经济损失巨大。
3影响混凝土结构耐久性的因素
3.1冻融破坏
混凝土结构内部的孔结构、气泡含量、水饱和程度、受冻龄期等因素都会对混凝土耐久性造成影响。由于混凝土由水泥砂浆和粗骨料组成，内部存在较多的孔隙结构，是典型的毛细孔多孔体。混凝土中的孔隙结构包括凝胶孔，毛细孔以及非毛细孔。在配置混凝土的过程中，随着水泥水化反应的进行，形成凝胶孔，多余的水游离在混凝土中形成连通的毛细孔，它们都在混凝土结构内部占据一定的体积。在温度很低的情况下，毛细孔中的自由水冻结成冰使混凝土发生体积膨胀，使混泥土结构发生劣化。当处于饱和水状态时，由于毛细孔中的自由水已经冻结成冰，此时凝胶孔中处于过冷状态的水由于其蒸气压高而向毛细孔中冰的过渡区渗透，这种现象使毛细孔中产生渗透压力，冰的体积也进一步增大。此时由于毛细管壁同时承受着渗透压和膨胀压，当压力超过抗拉强度时，就会对混凝土内部结构造成严重破坏，使混凝土的耐久性下降。一般来说，经常处于干湿交替变化下的混凝土受冻时极易遭到破坏，反复的冻融循环会使混凝土中的微裂缝相互连接，加速混凝土结构的开裂、剥落，并由表层逐步深入。
3.2混凝土的碱-集料反应
碱-骨料反应可以引起混凝土结构明显的体积膨胀和开裂，使混凝土强度明显下降，严重影响混凝土结构的安全性。研究表明，碱-骨料反应破坏发生的速度很慢，但比其他耐久性破坏的速度迅速。混凝土在骨料间产生网状裂缝，在有外力施加的情况下，容易与外部的开裂膨胀发生连接，使裂缝进一步延展。由于裂缝的出现，造成其他破坏形式更容易发生，容易产生综合性破坏。
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3.3化学侵蚀
侵蚀性化学物质的侵蚀是影响混凝土耐久性中最为复杂的因素之一。致密性较差，渗透性较强的混凝土在软水环境下，很容易发生Ca（OH）2溶出流失现象，使混凝土结构的强度下降，影响建筑工程的使用年限。除此之外，水泥水化产物与侵蚀介质发生化学反应，生成的易溶性产物、没有胶凝能力的产物和膨胀性产物都会使混凝土结构遭到破坏，影响混凝土的耐久性。因此，如何防治混凝土的化学侵蚀也是目前研究的热点之一。
3.4钢筋的锈蚀
地形环境的不同，建筑物所处的环境也不尽相同。不同环境下有着不同的损害因子，有些物理化学物质附着在钢筋混凝土材料的表面，这会让钢筋混凝土材料造成表皮污染，这种表皮污染会使得钢筋混凝土中材料分离脱落，让建筑物出现开缝现象甚至崩塌。不同的化学离子也会对钢筋混凝土中的钢筋造成腐蚀，这种离子腐蚀会让钢筋截面变得凹凸不平，使截面受损，导致钢筋混凝土材料结构的安全性以及结构的可靠性降低，往往未达到钢筋混凝土材料的使用寿命期限，钢筋混凝土材料就因腐蚀作用提前损毁了，造成大量资源浪费。钢筋混凝土耐久性差的原因还包括氯离子对钢筋的作用，当Cl－在钢筋表面含量达到一定程度时，钢筋表面原本存在的钝化膜会被腐蚀，在混凝土中氯离子主要来源为防腐剂，例如CaCl2的使用，使很多外界的氯离子也会进入混凝土中。
4提高混凝土耐久性措施
近年来，由于基础设施建设规模宏大，混凝土用量也在不断增加，在混凝土设计中提高混凝土耐久性可以显著提高工程质量和经济效益。混凝土耐久性贯穿于混凝土结构配合比设计、原材料的选择、施工和运行管理的整个进程，根据影响混凝土耐久性的因素和机理，可以通过以下途径提高混凝土的耐久性：1）采用高性能优质水泥和颗粒级配良好的骨料，可以降低混凝土中的碱含量、氯离子等有害组分的含量；2）在配制过程中添加高效减水剂和矿物掺和料，降低水胶比，从而使孔结构得到改善，提高混凝土结构的密实度，减少有害介质的侵蚀；3）对于钢筋混凝土结构来说，混凝土的耐久性与钢筋的抗腐蚀性抗锈蚀同样重要，二者缺一不可。在混凝土中加入阻锈剂提高混凝土中钢筋的抗腐蚀能力。近几年，出现了一种迁移型新型阻锈剂，它既可外涂也可内掺。这种新型阻锈剂，不降低混凝土的力学性能和物理性质，如易性吸水性等，也没有发生任何改变。混凝土中含有诸多离子和水，钢筋会在表面产生电化学腐蚀，而这种新型的阻锈剂能够有效降低钢筋表面的电化学腐蚀速度；4）在混凝土的表面进行涂层处理和表面防水处理，可以有效阻止水分子和氯离子等侵蚀介质对钢筋和混凝土的损伤，从而提高混凝土结构的耐久性；5）安装耐久性监测系统，对局部材料的缺陷及其他不可预见的突发性因素进行长期监控，可及时采取保护和修护措施，防止进一步破坏的产生；6）严格把控施工质量，加强混凝土结构现场养护，根据不同环境的需要确定养护龄期和拆模时间，在混凝土施工缝处设置多重防水，进而提高混凝土耐久性，确保达到设计使用年限。
结语
混凝土结构耐久性主要受抗冻性、抗侵蚀性、碳化反应、碱骨料反应和钢筋锈蚀作用的影响，只有充分了解了混凝土结构耐久性的影响因素和作用机理，才可以针对性地提出解决方案。目前，混凝土的耐久性问题已经引起了各类专家学者的广泛关注，提高混凝土结构的耐久性，延长其使用年限，不仅可以节约经济成本，同时也避免造成国家财产和人民生命财产的损失，具有重大的研究和发展意义。
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论文作者:王海雄
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：耐久性论文; 混凝土论文; 钢筋混凝土论文; 钢筋论文; 混凝土结构论文; 骨料论文; 材料论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;