混凝土结构耐久性研究现状与发展

2016-08-10翁凤锦

大科技 2016年28期

关键词：耐久性混凝土结构

翁凤锦

（黔东南州凯鑫交通工程试验检测有限责任公司贵州凯里556000）

混凝土结构耐久性研究现状与发展

翁凤锦

（黔东南州凯鑫交通工程试验检测有限责任公司贵州凯里556000）

混凝土结构在建筑施工中应用的十分广泛，提高混凝土结构耐久性和使用周期，不仅能提高建筑的质量，而且有利于建筑工程的节能减排，探究混凝土结构的耐久性对提高建筑施工质量有着十分重要的意义。本文主要分析了混凝土结构耐久性发展的现状、探究方法以及影响混凝土耐久性的因素。

凝土结构；耐久性；建筑工程

混凝土是当前应用最广泛的建筑材料，混凝土结构具有抗压强大高、稳定性好、原料来源广泛、成本低和便于施工等特点，所以在建筑工程中大量使用。混凝土结构的耐久性直接关系到建筑的使用周期，因此逐渐引起了大家的关注。根据住建部的2015年的数据显示，我国建筑总面积达到了600亿m2，如果将所有的建筑面积延长一年的使用期限，那么等于建筑了上亿平方米的房屋，所以研究建筑的耐久性能够带来巨大的经济效益和社会效益，能够有效地促进我国建筑行业的快速发展。

1 混凝土结构耐久性研究现状

1.1 混凝土结构耐久性研究史

工业革命促进了社会经济的发展，西方发达国家掀起了经济建设的高潮，混凝土结构的也开始大规模的使用，因此出现了许多耐久性混凝土结构，一些建筑专家开始对混凝土结构进行积极的探索。1925年，美国的米勒为了获得50年以上的混凝土腐蚀资料，将混凝土放在硝酸盐含量很高的土壤进行试验。1934～1964年期间，格拉夫和卡皮斯将混凝土放在海水中进行试验，确定混凝土在海水中的耐久性，通过试验获得了混凝土结构在自然环境下的可靠数据，并对混凝土的配比和抗腐蚀性提出了新的见解。1945年，美国的Powers等人从混凝土的微观方面入手，开始对混凝土的冻融破坏进行分析，并提出了静水压和渗透压的说法。我国的对混凝土的耐久性研究比较晚，直到20世纪60年代。南京水利科学研究院才开始对钢筋腐蚀性进行研究，当时他们研究的领域主要是钢筋材料的抗腐蚀和混凝土的碳化。直到80年代，改革开放，极大地解放了生产力，中国经济开始迅速腾飞，中国建筑行业也迎来了发展的春天，开始对混凝土进行大规模的研究，当时主要集中在中治建筑研究总院和中国建筑科学院为首的两家国家研究院首次对混凝土结构的耐久性进行研究，经过几十年的研究，也取得了不少研究成果，极大地促进了我国建筑行业的发展。

1.2 混凝土结构耐久性研究

对混凝土结构耐久性研究目的主要是结构新建混凝土结构耐久性设计以及已建混凝土结构耐久性的评估问题。并根据不同混凝土结构的耐久性等级，提供不同的加固措施，在保证建筑结构的质量的同时降低工程的成本。对混凝土结构耐久性的研究主要是两个方面：结构的耐久性评定和寿命预测。

表1

2 混凝土结构耐久性

混凝土结构的耐久性主要是指混凝土结构在外部作用下，对混凝土内部结构的影响，包括气候、水文条件、化学侵蚀或者其他破坏行为。混凝土结构在设计的时候，保证混凝土结构在自然环境下、人为因素以及化学作用下，不需要花费太多资金加固就能保证建筑的使用功能和外观要求。

2.1 抗腐蚀性

混凝土结构在外部作用的影响下，比如空气、水、土壤都会对混凝土结构产生破坏。因为空气、水以及土壤中的含有不同浓度的酸、碱、盐，这些化学元素会渗透到混泥土的内部，与混凝土里面的元素产生化学反应，使混凝土的表面出现裂缝或者剥落的情况，进而侵蚀混凝土内部的钢筋，随着时间的推移，被侵蚀的混凝土钢筋面积越来愈大，进一步加剧混凝土的剥落现象，这样外界的这些空气、水更加容易渗透到混凝土的内部，这样循环反复，混凝土的内部结构慢慢被损坏，混凝土也就失去了它本应该有的功能。以西南贵州省为例，贵州省属于典型的亚热带季风气候，四季分明，降水丰富，全省各地的降水量基本都在1000mL以上，而且贵州位于云贵高原，地势比较复杂，气温呈垂直变化。有一山有四季，十里不同天的说法，贵州的光照条件差，空气中的相对湿度比较大，因此空气中的水分极容易渗透到混凝土结构的内部。混凝土配置的时候，要提高混凝土的抗腐蚀性。

2.2 抗渗透

混凝土的抗渗透性指的是混凝土抵抗水或者油的渗透性，因为混凝土的抗渗性直接关系到混凝土的抗侵蚀性和抗冻性。这主要因为具有侵蚀作用的化学元素一般都是以水的形态渗透到混凝土内部，抗渗性主要通过控制水分的渗透速度，进而控制侵蚀物质的渗透到混凝土内部结构中。混凝土的抗渗透性一般取决于混凝土内部空隙大小和它自身的密实程度。

2.3 冻融破坏

混凝土在配置的时候会添加一定的水，进行搅拌。在搅拌的过程中，一部分多余的水分以水离子的形式掺杂在混凝土内部中，混凝土干燥以后，内部会形成一定的毛细孔，当混凝土在零摄氏度以下，里面的水离子就会结成冰，导致内部水分子体积膨胀，在混泥土内部造成一定的压力，累积到一定程度时，就会引起混凝土内部结构的破坏。

3 混凝土结构耐久性研究发展方向

随着全球气候变暖、自然环境的恶化以及大气污染问题，使得混凝土结构面临着新的挑战，高耐久的混凝土材料逐渐受到市场的欢迎。混凝土结构的耐久性问题是当下急需解决的问题，但是影响混凝土结构有很多不确定因素，随着我们对混凝土耐久性研究的深入这个问题也显得越来越重要。通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究，一方面能对已有的建筑结构物进行科学的耐久性评估和剩余寿命预测，选择正确的防护措施，延长建筑的服役时间。同时，同时对新建的建筑工程混凝土结构耐久性设计，对影响它内部结构的综合因素、材料层次的耐久性研究、混凝土结构的耐久性优化维护等方面进行进一步研究，提高工程的施工质量和施工水平。这对既有服役的混凝土结构有现实意义，又丰富和发展钢筋混凝土结构可靠度理论。