內容摘要：文章主要對混凝土結構的耐久性設計的概念、等級、原則，設計中的影響因素做了一些詳細的分析，并提出了加強混凝土結構耐久性的有效措施。

　　Abstract：Article the concept of durability design of concrete structures, grade, in principle, the influencing factors in the design to do some detailed analysis, and effective measures to enhance the durability of concrete structures

　　關鍵詞：混凝土結構;耐久性;設計

　　Keywords: concrete structures; durability; design

　　中圖分類號：TU377 文獻標識碼： A 文章編號：

　　一、混凝土耐久性的概念、等級、原則

　　(一)混凝土耐久性的概念

　　混凝土耐久性是指結構在規定的使用年限內，在任何一種環境作用下，都不用額外的費用加固處理直接就能保持其安全性、正常使用和可接受的外觀能力。混凝土耐久性主要包括：抗凍性、抗滲性、碳化。

　　(二)混凝土耐久性的等級

　　1、一級耐久性

　　主要是針對室內干燥環境下的住宅、辦公樓等室內構件來說的，用簡單的粉刷或油漆防護就可以，也就是能夠滿足在規定的使用年限內所要求的年限。

　　2、二級耐久性

　　主要是針對露天環境或高溫環境下的構件，在規定的使用年限內也存在著個別需要維修的狀況，維修采用的方法可能是修補或更替個別構件。

　　3、三級耐久性

　　在沿海地帶或受凍融作用的環境以及使用除冰鹽的結構，在規定的使用年限內需要經常維修的情況。

　　(三)混凝土的耐久性設計應該遵循的原則

　　在進行混凝土耐久性設計的過程中，相關的設計人員必須要先明確出這一結構的耐久性目標是什么，也就是設定的使用期限;還要確定出耐久性失效標準是什么。一般情況下，使用期限可以分成四類。對于耐久性失效標準，有多種說法。大多數觀點認為：一是以結構性能退化導致結構承載能力降低到承載能力極限狀態，稱為承載能力耐久性失效標準;另一種說法是由于耐久性能退化使結構產生了變形，從而不能夠滿足正常使用的基本需求，我們主要是以鋼筋銹蝕發展到出現混凝土沿順筋開裂作為正常使用耐久性失效標準。

　　二、混凝土結構耐久性的影響因素

　　(一)混凝土的堿——集料反應

　　堿——集料反應主要是指混凝土中的堿與集料中活性組分發生的化學反應，進而引起混凝土的膨脹、開裂、甚至破壞。目前，因堿——集料反應不得不拆除大壩、海堤、橋梁的事件并不在少數。混凝土的堿——集料反應必須要具備三個條件：有相當數量的堿、相應的活性集料、水分。避免混凝土的堿——集料反應可以采取以下方法：一是限制混凝土的堿含量;二是避免采用活性集料;三是摻用混合材。

　　(二)混凝土的凍融破壞

　　當混凝土結構在冰點以下環境中時，混凝土內孔隙中的水將結冰，隨之會產生體積膨脹進而形成各種壓力。一旦壓力達到一定程度時，就會導致混凝土破壞。混凝土的凍融破壞最顯著的特征就是表面剝落，甚至在嚴重時還會露出石子。此外，混凝土的抗凍性能與混凝土內部的孔結構和氣泡含量多少有著直接相關，孔小破壞作用就小，封閉的氣泡多了，坑凍性也好。影響混凝土抗凍性的因素還有：孔結構、含氣量、水灰比、集料的孔隙率、混凝土的飽和度等。

　　(三)化學侵蝕

　　一般情況下，可以將化學侵蝕分成淡水腐蝕、碳酸腐蝕、一般酸性水腐蝕、硫酸鹽腐蝕等幾類。當混凝土結構處于有侵蝕性介質作用的環境中時，就會引起化學反應和物理反應，從而受到侵蝕，引起一系列破壞。當水中溶有一些酸類時，水泥石就受到溶淅和化學溶解雙重作用，加速腐蝕;淡水的沖刷，不僅能溶解水泥石中的組分，也可以使水泥石孔隙增加，密實度也隨之降低了，造成了對水泥石的嚴重破壞;碳酸在溶淅水泥石的同時，也影響了水泥石的致密度，同時也降低了水泥水化產物的穩定性。

　　(四)鋼筋的銹蝕

　　鋼筋的銹蝕主要表現為鋼筋在外部介質作用下產生的電化反應，生產了鐵銹，也造成了混凝土順筋裂縫，整體的混凝土結構受到了破壞。一方面，混凝土碳化和中性化主要是因混凝土的密實度不足，酸性氣體滲入混凝土內與氫氧化鈣作用;另一方面，鋼筋會在拉應力和腐蝕性介質的共同作用下而形成脆性斷裂，當鋼筋內部存在缺陷，鋼筋在腐蝕過程中能夠產生少量氫氣，會導致鋼筋脆化。

　　三、設計使用年限

　　普通的混凝土主要是以水泥為膠結材料，并用天然砂石做骨料，在里面加上水進行拌和，最后形成固體材料。在受到施工、環境因素的影響時，加上化學作用和物理作用，混凝土就是帶著裂縫工作的。

　　當混凝土所出現的裂縫很大時，侵蝕的物質就會從裂縫中滲入到混凝土內部，再到達鋼筋表面引起銹蝕。鋼筋在被銹蝕后，有效面積就減少了，使結構承載力的強度下降了。一旦出現承載力方面的問題，有時可能是脆性破壞。總之，對混凝土的結構不僅要進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的計算，還要確保在相當長的時期內達到設計規定的具體要求，這個時期就被稱為了“設計使用年限”。我國的《建筑結構可靠度設計統一標準》中已經明確規定了：設計使用年限對臨時結構是5年;易于替換的結構構件為25年;普通房屋和構筑物為50年;記念性建筑和特別重要的建筑結構為100年。因此，在混凝土結構耐久性設計中，應該以此為依據，進行重點考慮。

　　四、加強混凝土結構耐久性的有效措施

　　(一)控制施工質量

　　控制施工質量可以從以下幾個方面著手：混凝土結構保護層的厚度控制、混凝土結構各種孔隙的控制以及水灰比控制。選擇保護層厚度應該根據腐蝕環境的不同來設定，在正常的室內環境下，要設計使用年限為100年的結構混凝土應該確保保護層的厚度是按規范的規定增加到40%為宜，混凝土結構及構件不能留有施工縫。此外，為了保證混凝土拌和物所需流動性，減小水灰比，可以使混凝土的總孔隙率大幅度降低。

　　(二)原材料的選擇

　　水泥類材料的強度和工程性能，主要是通過水泥砂漿的凝結，硬化形成的，在選擇水泥時，要注意水泥品種的具體性能，可以選擇水化熱低，堿含量小，耐熱性，抗凍性能好的水泥來使用。此外，在選擇集料時，也要考慮其堿活性，耐蝕性和吸水性，還要改善混凝土拌合物的和易性，以便提高混凝土的耐久性。

　　(三)結構的日常維護

　　混凝土結構在使用階段，必須注意其檢測和維護。例如，建立檢測和評估體系，這樣對于惡劣環境下的工程建設便于檢查，發現問題及時修理，保證混凝土結構能夠正常的使用。此外，在使用的過程中，還應該避免結構接觸腐蝕性物質、也不要承受超重荷載，一旦出現結構破壞超過一定界限的情況，就必須查找原因進行維修。

　　五、結語

　　對于混凝土結構耐久性設計的問題還有很多方面需要我們研究，因此，需要施工和設計人員在已有的經驗和工程的實踐基礎上做好結構耐久性設計工作。

　　六、參考文獻

　　【1】徐曉華、張東影《試論混凝土試驗研究及實踐》，《建筑技術》2005年06期。

　　【2】覃維祖《論混凝土耐久性研究的現狀及發展動向》，《土木工程學報》2009年11期。

　　【3】杜峰、佟艷亮、李博等《淺談我國混凝土結構耐久性設計中要注意的問題》，《長春理工大學學報》2004年04期。