【摘要】： 一段時期以來，混凝土結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故頻繁出現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題已經(jīng)引起了社會各界的廣泛關(guān)注。本文主要分析了混凝土結(jié)構(gòu)的安全性能，了解混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的相關(guān)問題，探索相關(guān)的解決方法和對策。

【關(guān)鍵詞】：混凝土；結(jié)構(gòu)；耐久性

混凝土在現(xiàn)代建筑中被廣泛應(yīng)用，它主要起著承受結(jié)構(gòu)自重和外部荷載的作用，通常和鋼筋一起組合使用。鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中主要承受拉力并賦予結(jié)構(gòu)以延性，補償混凝土抗拉能力低、易開裂和脆斷的缺陷；而混凝土主要承受壓力并保護(hù)其內(nèi)部鋼筋不至于銹蝕。兩者共同作用發(fā)揮其結(jié)構(gòu)功能。

混凝土主要起著對結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件在外力作用下防止破壞、倒塌，保護(hù)人員和設(shè)備不受損傷的能力?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性直接影響這些設(shè)施的存活壽命。一段時期以來，混凝土結(jié)構(gòu)安全質(zhì)量事故頻繁出現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性問題已經(jīng)引起了社會各界和國家政府的廣泛關(guān)注。分析混凝土結(jié)構(gòu)的安全性能，了解混凝土結(jié)構(gòu)的安全現(xiàn)狀，尋求混凝土結(jié)構(gòu)安全存在的問題、根源，探索解決的途徑、方法和對策，并對混凝土的安全性和耐久性提供技術(shù)對策和建議有著重要的意義。

一、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性

（一）安全性：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計必須有足夠的安全保證。這是由于結(jié)構(gòu)需要承受的負(fù)荷以及機(jī)構(gòu)的材料性能，設(shè)計計算方法，施工質(zhì)量等均存在著許多不確定性。所以規(guī)范規(guī)定了結(jié)構(gòu)必須承受的負(fù)荷設(shè)計值應(yīng)該是上述標(biāo)準(zhǔn)值乘以大于1的荷載安全系數(shù)加以放大；同時在確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件所具有的承載能力時，應(yīng)該將材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值除以大于1的材料強度分項系數(shù)加以縮小。顯然，荷載的標(biāo)準(zhǔn)值和荷載與材料強度的安全系數(shù)規(guī)定的越高，就表示結(jié)構(gòu)的安全設(shè)置水準(zhǔn)越高，設(shè)計的結(jié)構(gòu)就越安全。

（二）耐久性：混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是當(dāng)前困擾土建基礎(chǔ)設(shè)施的世界性問題，應(yīng)當(dāng)引起我國有關(guān)主管部門和設(shè)計施工單位的足夠重視?；炷两Y(jié)構(gòu)工程的耐久性與工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的適用性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。長期以來，人們一直以為混凝土應(yīng)該是非常耐久的材料，直到上個世紀(jì)70年代末期，發(fā)達(dá)國家才逐漸發(fā)現(xiàn)原先建成的基礎(chǔ)設(shè)施工程在一些環(huán)境因素影響下出現(xiàn)過早損壞，發(fā)達(dá)國家為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性投入了大量科研經(jīng)費并積極采取應(yīng)對措施。

二、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究

（一）抗腐蝕性：當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)處在有侵入介質(zhì)作用的環(huán)境時，會引起水泥石發(fā)生一系列化學(xué)、物理及物化變化，而逐步受到侵蝕，防止硫酸鹽腐蝕的最基本做法是控制水灰比，并適當(dāng)增加水泥用量，因為水灰比是決定混凝土滲透性的重要因素，如果硫酸鹽腐蝕非常嚴(yán)重，降低水灰比采用V型水泥也不能起良好的保護(hù)作用，可采用摻混合料的水泥。如摻入含有活性硅較多的天然火山灰的水泥；摻入粉煤灰的水泥；摻入高爐不淬礦渣的水泥以及摻入硅粉的水泥。如果有現(xiàn)成的石膏礦渣水泥，也可以考慮作為代用品。

如果混凝土是預(yù)制品，提高該制品抗硫酸鹽的另一途徑是采用高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，在高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下，尤其是摻有磨細(xì)二氧化硅的混凝土，可消除水化漿體中的氫氧化硅，并且使高硫型和硫型水化硫酸鹽幾乎不再存在，其中的氧化結(jié)合C-S-H變成耐腐蝕性良好的硅酸鹽（水石硫石）或單獨形成穩(wěn)定的C3AH6，從而能更好地抵抗硫酸鹽腐蝕。

（二）抗碳化：一般的說，采用早強硅酸鹽水泥時，碳化最慢，硅酸鹽水泥稍快；而采用混合水泥時，由于Ca（OH）2的量相對較少，因此，碳化速度最快，碳化速度與混凝土強度密切相關(guān)，如果混凝土的抗壓強度大于62.5N/mm2時，可不考慮混凝土的碳化。高性能混凝土的強度等級為C50級以上，其極限抗壓強度大于62.5N/mm2，股采用高性能混凝土是提高碳化性能的有效途徑之一。

高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土碳化作用非常小，這是因為混凝土中的砂子在高溫條件下被活化，與混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成了強度大、結(jié)晶高、抗碳化性能好的水化硅酸鈣。

（三）抗磨損：一般而言，混凝土的抗壓強度愈高，抗磨性能愈好。低水灰比的高強混凝土是提高密實的耐磨混凝土，表面混凝土致密是提高耐磨性的必要條件，施工時，應(yīng)該多次壓抹搓平混凝土表面。在有泌水的情況下，必須推持表面修整的時間，讓水分充分蒸發(fā)，并在混凝土終凝前充分壓抹搓平混凝土表面。此外，還可以通過在表面摻加高硬度集料增強耐磨性。

（四）抗堿-集料反應(yīng)：發(fā)生混凝土堿-集料反應(yīng)的條件有三個：水泥中的堿含量超過水泥總量的0.6%；集料中活性集料含量超過1%；混凝土處于潮濕環(huán)境。上述三個條件全部滿足時，才會發(fā)生堿-集料反應(yīng)。所以，對這種反應(yīng)，可以針對性地加以控制。

1、控制集料中的活性二氧化硅含量：將活性二氧化硅顆料存在的地方設(shè)想為一個局部膨脹中心，用以描述堿-集料反應(yīng)，如果活性顆粒的數(shù)量很少，則可容金屬離子遷移到這些分散中心所形成的堿硅酸凝膠也很少，吸水后可引起高度的局部膨脹，從而實際崩潰裂的危害增大。

2、控制外界水分，降低水灰比：當(dāng)外界沒有可供吸取的水分時，將不會出現(xiàn)明顯的有害膨脹，低水灰比的混凝土有很好的不透水性，故有助于延緩堿-集料反應(yīng)物吸水膨脹的速度。

（五）結(jié)構(gòu)的耐久性及其度量：雖然混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的概念應(yīng)用已久，但國際標(biāo)準(zhǔn)和我國的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中并未將結(jié)構(gòu)耐久性作為術(shù)語使用。文獻(xiàn)對所謂“足夠的耐久性能”做了如下解釋：“結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中，在預(yù)定時間內(nèi)，其材料性能的惡化不至于導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可接受的失效概率”在正常維護(hù)條件下，結(jié)構(gòu)能夠正常使用到規(guī)定的設(shè)計使用年限。對“結(jié)構(gòu)耐久性”的定義為：“結(jié)構(gòu)及其部件在可能引起材料性能劣化的各種作用下能夠長期維持其應(yīng)有性能的能力”“預(yù)定作用和語氣的維護(hù)與使用條件下，結(jié)構(gòu)及其部件能再預(yù)定的期限內(nèi)維持，其所需的最低性能要求的能力”。這兩者基本代表了目前對結(jié)構(gòu)耐久性這一概念的理解。這里需要強調(diào)的是兩者所指出的“材料性能的惡化”和“材料性能劣化”是界定耐久性問題的關(guān)鍵。安全性和適用性是對可靠性的基本分類；耐久性是可靠性中涉及材料性能退化的特殊問題，它指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，在可能引起材料性能退化的環(huán)境影響下，完成預(yù)定功能的能力，或者屬于適用性，或者屬于安全性，耐久性既可以從時間角度，也可從結(jié)構(gòu)狀態(tài)的角度用概率來度量，而且兩者所對應(yīng)的可靠概率相等。這一點對于當(dāng)前耐久性的研究具有重要的意義。

三、結(jié)語

混凝土的耐久性研究已經(jīng)成為我國目前建筑行業(yè)發(fā)展研究的主要問題，我國正處于社會基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的階段，對混凝土的應(yīng)用十分廣泛。因此，提高混凝土的耐久性研究已經(jīng)迫在眉睫，是目前我國廣大建筑工作者需要研究的主要問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙國藩，《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》，中國電力出版社，2010

[2]郭正興，李金根，《建筑施工》，東南大學(xué)出版社，2012