混凝土結(jié)構(gòu)耐久性分析研究

摘要：眾所周知，近些年伴隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，我國的建筑工程項目如雨后春筍般出現(xiàn)開來，成為了我國城市化建設(shè)戰(zhàn)略中最重要的表現(xiàn)形式。在當(dāng)前的建筑工程項目當(dāng)中，混凝土結(jié)構(gòu)是其中應(yīng)用最廣泛也是最普遍的一種結(jié)構(gòu)形式，混凝土結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來的良好的受力性能在很大程度上提供了建筑工程項目的整體質(zhì)量，增加了建筑工程項目的使用年限。但是，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究工作中也發(fā)現(xiàn)其中不乏一些負(fù)面因素在影響著其性能，本文將就混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行深入的分析和探究。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu);建筑項目;耐久性

現(xiàn)階段，我國建筑領(lǐng)域的設(shè)計人員將更多的關(guān)注焦點集中在了其他方面，而忽視了對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計，也沒有充分考慮到可能會影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的諸多因素，最終導(dǎo)致建筑項目中混凝土結(jié)構(gòu)的實際使命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期計劃?；炷两Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用不僅沒有很好的確保建筑項目的質(zhì)量，反而影響到了建筑項目的交付使用，同時給建筑企業(yè)以及國家造成了不同程度的經(jīng)濟(jì)損失，使得建筑項目的實際宏觀造價遠(yuǎn)超出預(yù)算。以下是筆者結(jié)合自己多年相關(guān)工作經(jīng)驗，就此議題提出自己的幾點看法和建議。

一、關(guān)于耐久性的簡要介紹

何為耐久性，其從理論層面來解釋，其主要指的是在確定的大環(huán)境、使用條件以及正常維修條件的情況下，建筑構(gòu)件在設(shè)計使用年限中能夠保持安全性和適用性的能力。建筑構(gòu)件的耐久性越強(qiáng)，建筑體的使用年限就越長，建筑體的安全性就越強(qiáng)?；炷两Y(jié)構(gòu)在長期日曬雨淋的外露環(huán)境中，出現(xiàn)一些損傷或者腐蝕是不可避免的，混凝土的耐久性也會受到自然因素的客觀影響，但是，真正影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素還是在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計以及混凝土本身。

二、關(guān)于影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的因素分析

（一）材料性能劣化

在影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的諸多因素中，最基礎(chǔ)也是最本質(zhì)的一個因素便是材料性能自身的劣化和劣質(zhì)，因為材料性能自身的原因而引起的混凝土剛度衰減以及強(qiáng)度變?nèi)酰瑫诟瓷嫌绊懙交炷两Y(jié)構(gòu)的安全性。根據(jù)筆者的調(diào)查和了解，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前我國建筑領(lǐng)域基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性影響因素之一的材料性能劣化的研究，基本上都是通過一般假設(shè)開始的，這與客觀條件的局限性有著非常緊密的關(guān)系。在實際建筑工程當(dāng)中，絕大多數(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)需要承受的環(huán)境因素和荷載因素兩個方面的原因。眾所周知，混凝土承受荷載的過程當(dāng)中必然會導(dǎo)致混凝土本身力學(xué)性能的退化，一旦混凝土的力學(xué)性能發(fā)生退化，那么其對于鋼筋的保護(hù)作用就會逐漸降低，鋼筋久而久之就會出現(xiàn)銹蝕的情況，鋼筋承受能力的減退必然會降低混凝土構(gòu)件的承載能力。加之，外界環(huán)境因素對于混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕與破壞，二者的交互作用會加劇混凝土結(jié)構(gòu)破壞過程的復(fù)雜程度。

（二）混凝土的碳化反應(yīng)

在一般的硅酸鹽水泥混凝土中，水泥熟料的主要礦物成分包括以下幾種，分別是硅酸鹽三鈣、硅酸鹽二鈣、鋁酸三鈣以及石膏等等，而水化產(chǎn)物則主要為水化硅酸鈣和氫氧化鈣兩種，充分水化之后混凝土空隙水溶液為氫氧化鈣飽和溶液，PH值為12-13，呈現(xiàn)出堿性‘而外部環(huán)境當(dāng)中酸性氣體二氧化碳或者液體隨時會侵入到混凝土當(dāng)中，和水泥熟料中的堿性物質(zhì)發(fā)生碳化反應(yīng)，混凝土中的PH值就會出現(xiàn)下降的趨勢。關(guān)于如何有效阻止混凝土碳化反應(yīng)的出現(xiàn)或者有效減緩混凝土碳化的反應(yīng)程度，筆者提出以下兩個方面的建議：

首先，加強(qiáng)環(huán)保意識，減少工業(yè)殘渣和廢料的排放。外界環(huán)境中二氧化碳的含量是非常高的，混凝土的碳化反應(yīng)幾乎是沒有辦法完全阻止的。但是，我們可以盡全力去控制好人為因素影響下產(chǎn)生的二氧化碳排放量，其中，最主要的便是控制好工業(yè)化廢料和殘渣的排放量，控制好二氧化碳的濃度的增加，強(qiáng)化環(huán)保意識，進(jìn)而有效控制混凝土碳化現(xiàn)象的產(chǎn)生。

其次，提高混凝土的強(qiáng)度和密度。在水泥水化的過程當(dāng)中，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生非常多的孔隙、氣泡以及毛細(xì)管等等，外部環(huán)境中的二氧化碳便會通過這些孔隙、氣泡以及毛細(xì)管等深入到混凝土的內(nèi)部，并且在混凝土的內(nèi)部擴(kuò)散開來，與混凝土孔隙、氣泡以及毛細(xì)管當(dāng)中的液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終生成碳酸鈣鹽，這就很有可能造成原反應(yīng)物體積發(fā)生膨脹，其中PH值也會隨之降低，而混凝土的膠凝孔隙和一部分孔隙被碳化的產(chǎn)物發(fā)生堵塞，混凝土的強(qiáng)度和密度會隨之提高很多，這就在很大程度上減輕了二氧化碳的擴(kuò)散情況，在一定程度上阻止了碳化反應(yīng)的發(fā)生。

（三）鋼筋銹蝕

影響混凝土耐久性的主要原因中還包括鋼筋的銹蝕。其實，在早期的混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，鋼筋表層是處于鈍化狀態(tài)當(dāng)中的，鋼筋的表層會有一層水化氧化膜，這層膜非常致密，可以非常牢固的吸附在鋼筋表面，其可以在一定時間段內(nèi)有效防止鋼筋出現(xiàn)銹蝕的情況?？墒?，伴隨著混凝土被逐漸碳化，鋼筋表層的PH值就會慢慢降低，其鈍化膜就會遭到不同程度的破壞，鋼筋的銹蝕反應(yīng)也就慢慢出現(xiàn)了。而且這種銹蝕是一種不均勻的銹蝕，鋼筋表面會出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，鋼筋的力學(xué)性能就是在這樣的過程中慢慢退化的，鋼筋脆性會變得越來越強(qiáng)，而強(qiáng)度則越來越弱，在相互影響的過程中，緩凝土的碳化會越來越顯著。

三、結(jié)束語

綜上所述，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的強(qiáng)弱在很大程度上影響著整體建筑的質(zhì)量，相關(guān)部門和人員必須要高度重視起混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能，要加大對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究力度，全面提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛荻濤，李星辰，劉西光.工業(yè)建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性調(diào)查與分析[J].工業(yè)建筑，2018（11）：14-18.

[2]方東升，董道炎，胡澤翔.室內(nèi)環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的分析[J].工程質(zhì)量.2019（6）：14-18.

[3]龐崇安，李俊，劉佳.海港碼頭鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測與評估[J].浙江水利水電學(xué)院學(xué)報，2019（4）：17-21.

[4]曹深，鄭山鎖，胡衛(wèi)兵.酸雨環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)性能研究綜述[J].材料導(dǎo)報，2019（11）：1869-1874.

作者簡介：張冬原（1974-），男，漢族，河北保定人，本科，高級工程師，高性能混凝土。