混凝土環(huán)境適應(yīng)性與可持續(xù)性發(fā)展＊

范 升，劉 莉

（濰坊學(xué)院，山東 濰坊 261061）

環(huán)境適應(yīng)性是混凝土適應(yīng)各種復(fù)雜工程環(huán)境的能力?，F(xiàn)代工程規(guī)模大，所處環(huán)境復(fù)雜。混凝土作為主要的工程材料，與工程周邊環(huán)境直接接觸，應(yīng)具有適應(yīng)周邊侵蝕介質(zhì)以及環(huán)境條件發(fā)生變化的性能。就工程本身而言，混凝土環(huán)境適應(yīng)性的好壞，直接影響工程結(jié)構(gòu)的正常使用，也會影響到結(jié)構(gòu)的使用壽命，極端情況下還會影響到結(jié)構(gòu)的承載能力，有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全問題。從社會發(fā)展的角度來看，混凝土適應(yīng)環(huán)境能力的高低與可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能環(huán)保密切相關(guān)。現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展要求材料技術(shù)的發(fā)展應(yīng)與資源環(huán)境等實現(xiàn)良性循環(huán)。

1 影響混凝土環(huán)境適應(yīng)性的因素

1.1 壓力水、流水

混凝土能夠適應(yīng)周邊環(huán)境，首先表現(xiàn)為應(yīng)具有能夠抵抗外界侵蝕介質(zhì)破壞的能力?，F(xiàn)代高層建筑在土中嵌固深，很多建筑基礎(chǔ)都會位于地下水位以下。即便地下水本身沒有酸堿成分，由于混凝土不是絕對密實，在長期水壓力作用下，水會滲入混凝土內(nèi)部，起到軟化作用，使混凝土強度降低；同時由于在壓力水或者是流水的作用下，混凝土中水泥水化產(chǎn)物溶解度加大，這種作用長期持續(xù)，溶解出的成分流失，混凝土孔隙率增大，會更加不密實，水對混凝土強度的軟化作用進一步加強，形成惡性循環(huán)，最終必然會影響結(jié)構(gòu)安全，進而影響到混凝土使用壽命。

1.2 酸堿成分

地下水中往往含有對混凝土有直接腐蝕作用的成分，這就對混凝土適應(yīng)環(huán)境的能力有更高的要求?；炷撂幱诤写罅挎V鹽的海水和地下水中，鎂鹽會與混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，生成沒有膠結(jié)能力的氫氧化鎂，嚴(yán)重時鎂離子還會置換出混凝土中提供強度的鈣離子，影響混凝土的整體性和堅固性。在硫酸鹽環(huán)境中，混凝土中氫氧化鈣和硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)生成鈣礬石，體積大幅度膨脹，也有極大地破壞作用。

1.3 溫度變化

外界環(huán)境的變化對混凝土的性能也有很大的影響。在寒冷地區(qū)，溫度降至負(fù)溫的時候，混凝土中所含水結(jié)冰體積膨脹，在材料內(nèi)部中產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，如果混凝土自身強度不足以抵抗這種膨脹，那么就會產(chǎn)生裂縫甚至發(fā)生整體破壞。

混凝土在溫度變化時表現(xiàn)出來的性質(zhì)還有熱傳導(dǎo)性?；炷翢醾鲗?dǎo)性的好壞會影響到建筑結(jié)構(gòu)的保溫和隔熱功能。選擇合適的原材料，進行合理的配合比設(shè)計，根據(jù)需要添加適宜的外加劑，控制好混凝土的熱傳導(dǎo)性，可實現(xiàn)最大程度的節(jié)能減排。

2 混凝土技術(shù)可持續(xù)性發(fā)展的意義和提高混凝土環(huán)境適應(yīng)性的措施

2.1 混凝土技術(shù)可持續(xù)性發(fā)展意義

混凝土技術(shù)的發(fā)展對混凝土的環(huán)境適應(yīng)性提出了更高的要求?；炷良夹g(shù)應(yīng)與資源、環(huán)境相適應(yīng)，應(yīng)有利于資源的綜合利用，有利于環(huán)境的保護和節(jié)能減排?；炷良夹g(shù)能夠最大程度的適應(yīng)環(huán)境，有利于混凝土各項性能的發(fā)揮，混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中維護費用低，使用壽命長，可以減少修補或拆除產(chǎn)生的浪費和建筑垃圾，減少自然資源和能源的消耗，減少對環(huán)境的污染，綜合來看是符合可持續(xù)性發(fā)展要求的。

2.2 工程現(xiàn)狀及原因

按照現(xiàn)行混凝土設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，普通混凝土建筑物的設(shè)計使用壽命為50年，對于橋梁和重要的高層建筑工程按照100年使用期限進行設(shè)計。但是近幾十年以來，混凝土工程因材料非強度問題造成破壞的案例經(jīng)常出現(xiàn)，這主要是由于以前工程設(shè)計偏重結(jié)構(gòu)滿足荷載要求，而很少考慮工程材料的環(huán)境適應(yīng)性，造成混凝土耐久性差，受環(huán)境侵蝕作用而容易過早產(chǎn)生破壞，由此造成的經(jīng)濟損失也非常巨大。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，環(huán)境適應(yīng)性差的混凝土工程的問題將會更多地顯現(xiàn)出來。因此，應(yīng)該給予混凝土環(huán)境適應(yīng)性更多的重視。

混凝土不能很好地適應(yīng)環(huán)境，產(chǎn)生破壞的原因很多。大型工程采用的高強度水泥本身抗裂性差；施工過程中，沒有嚴(yán)格遵守施工規(guī)程，混凝土養(yǎng)護不當(dāng)；沒有根據(jù)環(huán)境條件采用合適的水泥品種；沒有采用正確的構(gòu)造措施保護混凝土等諸多因素都會影響混凝土的性能；另外目前工程界對混凝土材料耐久性的研究還不夠深入，混凝土的設(shè)計和施工缺乏正確的指導(dǎo)，對在多方面因素共同作用下混凝土的破壞作用還缺少足夠認(rèn)識。

2.3 提高混凝土環(huán)境適應(yīng)性的措施

提高混凝土環(huán)境適應(yīng)性，要從混凝土生產(chǎn)和工程設(shè)計施工以及維護等方面入手?；炷翍?yīng)進行針對使用環(huán)境的配合比設(shè)計，生產(chǎn)原材料可考慮優(yōu)先采用粉煤灰、高爐礦渣等工業(yè)副產(chǎn)品?，F(xiàn)行混凝土設(shè)計規(guī)范已經(jīng)在很多方面考慮了耐久性因素，工程設(shè)計在考慮結(jié)構(gòu)強度和剛度的同時，必須根據(jù)工程結(jié)構(gòu)使用環(huán)境依據(jù)設(shè)計規(guī)范進行耐久性設(shè)計，不同的地區(qū)環(huán)境不同，各地還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況進行研究，發(fā)現(xiàn)有針對性的增強混凝土耐久性的措施并在工程中加以應(yīng)用。結(jié)構(gòu)施工時，必須選擇性能優(yōu)良的材料，采用先進的施工技術(shù)和管理措施，嚴(yán)格遵守施工程序，做好質(zhì)量控制工作，保證混凝土各方面性能的實現(xiàn)，從而提高混凝土耐久性。結(jié)構(gòu)施工完成，在使用過程中，要按照設(shè)計要求做好結(jié)構(gòu)構(gòu)件的維護工作。

3 結(jié)束語

混凝土是目前工程中用量最大、應(yīng)用范圍最廣的材料，混凝土的生產(chǎn)消耗大量的資源和能源，對環(huán)境和人類的居住空間都有很大的影響。在混凝土技術(shù)的發(fā)展過程中必須要堅持可持續(xù)發(fā)展原則，加強混凝土生產(chǎn)的研究，做好混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工管理，并做好工程結(jié)構(gòu)的使用維護，不斷提高混凝土的使用壽命，充分發(fā)揮混凝土的各種性能，實現(xiàn)混凝土技術(shù)的綠色化，使其對環(huán)境的污染程度減少到最低，以提高混凝土與人類環(huán)境相結(jié)合的水平。

［1］陳志源，李啟令.土木工程材料［M］.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003.

［2］鄧敏，唐明述.混凝土的耐久性與建筑業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展［J］.混凝土，1999，（2）：8－12.

［3］王元綱，李潔，周文娟.土木工程材料［M］.北京：人民交通出版社，2007.