钢筋混凝土结构耐久性提升技术与研究发展

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在建筑工程中，钢筋混凝土结构使用最多，在长期使用过程中，钢筋混凝土结构会出现耐久性问题。在我国，钢筋混凝土结构耐久性问题比较突出，其特点是南锈北冻，据统计，在我国，每年因耐久性问题造成的经济损失近千亿，对社会安全性冲击很大，因此对钢筋混凝土结构的耐久性能进行评估设计非常重要。提高混凝土耐久性，是目前混凝土研究的重要课题。本研究在分析建筑工程混凝土的耐久性能的基础上，对混凝土耐久性能进行了结构设计，并对其耐久性能进行了评估。

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]。

2 钢筋混凝土耐久性的影响因素

2.1 抗渗性

混凝土的抗渗性取决于液体在混凝土表层或钢筋保护层内的渗透速率，并且渗透速率随着混凝土内部最可几孔径尺寸的变化而变化。混凝土的抗渗性不仅仅体现于抗水能力，更重要的是抗各种离子的渗透性（例如氯离子等），由于混凝土在拌和的时候往往会加入一些辅助材料，水泥水化也会产生气泡等，结构中就会分布有不同的孔隙，这些离子就会进入到混凝土的孔隙中，一些有害离子对混凝土或钢筋发生侵蚀。而且渗透进入混凝土孔隙中的微观离子有可能会改变混凝土的内部结构，所以抗渗性对于混凝土耐久性的影响不容忽视。

2.2 混凝土的骨料质量

在整个混凝土原料中，砂与石子占到72%～91%。骨料对混凝土抗冻性影响很大。骨料对混凝土抗冻性影响主要由骨料自身抗冻性和骨料吸水率决定。骨料吸水率越大，抗冻性越差。通常情况下，卵石、碎石均能满足混凝土抗冻性要求，而风化岩等集料会对混凝土抗冻性造成一定的影响。

2.3 钢筋混凝土的腐蚀

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。

3 提高钢筋混凝土材料耐久度的相关措施

3.1 减水剂的掺入

在保证在混凝土搅拌物流动性的同时，尽可能地使混凝土的总孔隙，尤其是毛细管孔率大大降低，还要尽可能地降低用水量，以及减少水灰比，在混凝土的搅拌过程中，由于水和水泥在搅拌后会产生一种絮凝状结构，这种结构是降低混凝土工作特性的主要因素。为了降低混凝土在搅拌过程中絮凝状的生成，应多增加水量。虽然水量的增加降低了混凝土搅拌物中絮凝状结构的产生，却使得混凝土结构中形成更多的孔隙。这时，高效减水剂就派上了用场，它能使水泥质点表面均带有相同电荷，再根据同性电极相互排斥，异性电极相互吸引的原理，使水泥体系处于一种相对稳定的悬浮状态，还可以使水泥絮凝体内的游离水能释放出来，降低了在搅拌时所需的水量，也大幅度降低了因水量过小而在搅拌过程中生成的絮凝状结构[1]。

3.2 钢筋表面涂保护层

在钢筋表面涂保护层，可以阻碍钢筋与有害物质的接触。也可以选用阴极保护法和阳极保护法，阴极保护法经济有效已被广泛使用，阳极保护法是将被保护的构件与外加直流电源的正极连接，当电流通过时，发生电化学反应，形成钝化区，从而金属构件得到保护。

3.3 耐久性材料的选择

根据使用设计年限、环境条件、耐久性等级要求，对混凝土配合比及原材料进行选择，若混凝土用于冻融环境，引气剂根据年平均冻融次数进行掺入，取值范围为水泥质量的4.4%～7.2%。若环境中有氯侵蚀时，对混凝土中的氯离子含量要进行控制，其含量不大于水泥用量的0.1%。若环境的化学侵蚀严重，则采用耐腐蚀合金钢材、环氧涂层钢筋为受力钢筋。

3.4 高效活性矿物掺料的掺入

普通水泥混凝土不能耐久的一个主要因素就是，在普通水泥混凝土中水泥池中水化物稳定性的不足。而水泥池中水化稳定性的不足是由于水泥石的胶凝物存在。由于活性二氧化硅与活性三氧化二铝能够在水泥水化过程中，与产生的高碱性水化碳酸钙和游离石灰产生二次反应，可将其作为改善混凝土中水泥石的胶凝物质的重要成分。而活性矿物掺料的主要成分就是活性二氧化硅和活性三氧化二铝，因此，活性矿物掺料不但能改善水化胶凝，而且能生成强度更高稳定性更高的低碱性水化碳酸钙。

4 结语

影响混凝土耐久性的因素很多，可以从这些方面综合考虑来提高混凝土的耐久性，并实时对结构进行监测与评估，了解结构的现状，采取相应的措施增加混凝土结构的寿命，有利于我国经济的快速发展。目前，虽然已经有很多渠道可以很好的改善混凝土结构的耐久性，但对于混凝土的耐久性问题，仍然是广大专家学者研究的重点问题之一。