耐久性（推荐9篇）
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混凝土耐久性问题，是指结构在所使用的环境下，由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变，最终使混凝土丧失使用能力。即所为的耐久性失效，耐久性失效的原因很多，有抗冻失效，碱一集料反应失效，化学腐蚀失效，钢筋锈蚀造成结构破坏等。下面作具体分析。
1、混凝士的冻融破坏。结构处于冰点以下环境时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏。混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落，严重时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。影响混凝土抗冻性的因素，除了孔结构和含气量外，还包括：混凝土的饱和度，水灰比，混凝土的龄期，集料的孔隙率及其间的含水率等。
2、混凝土的碱一集料反应。混凝土的碱一集料反应，是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，引起混凝土的膨胀，开裂，甚至破坏。因反应的因素在混凝土内部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝土工程中的一大隐患。许多国家因碱集料反应不得不拆除大坝，桥梁，海堤和学校，造成巨大损失，国内工程中也有碱一集料反应损害的类似报道，一些立交桥，铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏。混凝土碱一集料反应需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水份。反应通常有三种类型：碱一硅酸反应，碱一碳酸盐反应，慢膨胀型碱～硅酸盐反应，避免碱一集料反应的方法可采用：①尽量避免采用活性集料；②限制混凝土的碱含量；⑨掺用混合材。
3、化学侵蚀。当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时，会引起水泥石发生一系列化学，物理与物化变化，而逐步受到侵蚀，严重的使水泥石强度降低，以至破坏。常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀，一般酸性水腐蚀，碳酸腐蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀五类。淡水的冲刷，会溶解水泥石中的组分，使水泥石孔隙增加，密实度降低，从而进一步造成对水泥石的破坏；研究表明，当水泥石中的氧化钙溶出5％时，强度下降7％，当溶出24％时，强度下降29％，因此，淡水冲刷会对水工建筑有一定影响；而当水中溶有一些酸类时，水泥石就受到溶浙和化学溶解双重作用，腐蚀明显加速，这类侵蚀常发生在化工碳酸对混凝土的影响主要为：在溶淅水泥石的同时，破坏混凝土内的碱环境，降低水泥水化产物的稳定性，影响水泥石的致密度，造成对混凝土的侵蚀；硫酸盐的腐蚀则表现为S042离子深入混凝~t~Jk泥组分反应，生成物体积膨胀开裂造成损坏；海水中由于存在多种离子，侵蚀形式较为复杂，但主要是由于镁盐使硬化水泥石的结构组分分解，同时硫酸盐作用会造成对水泥石的损坏，而氧化镁沉淀会堵塞混凝土孔隙，会使海水侵蚀有所缓和。
4、钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀，其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁等即铁锈，其体积比原金属增大2-4倍，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层，阻止钢筋的锈蚀，但碱环境被破坏或减弱，则会造成钢筋的锈蚀，如混凝土的碳化或中性化。造成混凝土碳化和中性化的原因，主要是混凝土的密实度即抗渗性不足，酸性气体(~nco，，s0，，H，s，HCL，NO，)渗入混凝土内与氢氧化钙作用；其二，氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用，当混凝土中氯含量超过标准时，钢筋会锈蚀，而水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件，因此，若混凝土开裂，造成水和氧的通道，则钢筋锈蚀加速，促成混凝土裂缝进一步开展，混凝土保护层剥落，最终使构件失去承载力。
5、使用方面的因素。有些旧建筑物已经使用好几十年了，已满足不了现展的使用要求，这些建筑物经常处于超负荷运转中，由于费用等因素的影响使用单位往往忽视对建筑物早期的防腐处理和必要的维修加固，缩短了建筑物的使用寿命。
二、提高混凝土结构耐久性的主要技术措施
1、合理选择混凝土结构的组成材料。混凝土各组成材料及钢筋的选用应满足材料的耐久性质量要求，应按规范规定对进场原材料进行严格的质量检验。同时合理改善颗粒级配，提高混凝土的密实性。从而提高耐久性。
2、提高混凝土的密实性。控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，改善混凝：f的施工工艺，搅拌均匀、充分振捣，加强养护，严格控制施工质量。除了选择及配良好的集料和精心施工保证混凝土充分捣实和水泥亢分水化外，水灰比是影响混凝土密实性的最重要的条件，故《桥规》(JTGD62)中规定了各类环境条件下满足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同时适当掺用外加剂，如掺用减水剂或引气剂，可改善混凝土的孔隙结构，提高混凝土的密实性。
3、改进结构设计。结构的选型、布置和构造应有利于减轻环境因素对结构的作用。采用具有防腐保护的钢筋(例如，体外预应力筋，无粘结预应力筋，环氧涂层钢筋等)；加强构造配筋，控制裂缝发展；加大混凝土保护层厚度等。Ⅸ桥规》(JTGD62-2004)与旧桥规相比，构造钢筋用量增多，混凝士保护层加大，构造不合理的地方进行了调整。
4、采用高强混凝士以提高结构物的耐久性。高强度混凝土(50MPa以上)的配制特点就是低水灰比，加外加剂，掺用超细活性掺合料，它的研制和应用解决的核心问题之一就是保证耐久性。由于高强混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性能均优于普通混凝土，因此不但适用于高层和大跨度结构物，对干海洋和港I：1工程，其抗渗和耐腐蚀性能均大大优于普通混凝士。
5、加强桥面排水和防水层设计，改善桥梁的环境作用条件。
6、加强结构使用阶段的维护与检测，提高混凝土的耐久性。
关键词：桥梁负荷；使用寿命；混凝土结构；耐久性设计；桥梁细部构造
1混凝土结构耐久性不足的主要原因
1.1工程设计的耐久性标准低结构设计规范主要考虑荷载作用下的结构安全性，环境作用下的耐久性设计处于次要的地位，有很多指标都是定性的规定，在一些细部构造设计方面存在一定的漏洞。规范中没有设计寿命和耐久性设计的明确要求。规范在耐久性设计方面不能随着今年来水泥的性能、施工条件、环境条件的巨大转变而与时俱进。
1.2工程施工过程中片面的追求施工进度由于混凝土强度等级的提高和施工进度的加快，实际耐久性质量大幅度下降。在一些桥梁的混凝土施工中添加的早强剂，使其内部结构和后期强度发展不良，易开裂，耐久性降低。养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低，使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩小。
1.3在桥梁运营过程中缺少正常的检测和维修结构耐久性需要有正确使用和正常检测与维修相配合。重新建、轻维修是桥梁建设管理工作中重大缺陷，对于基础设施工程，应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价，只有适当加大初始投资费用，强化结构耐久性，才是最经济有效的途径。
2混凝土结构耐久性设计的主要内容
2.1混凝土材料的选择混凝土应选用低水化热、低C3A含量、偏低含碱量的水泥。混凝土的骨料宜选用坚固耐久的洁净骨料，重视粗骨料级配及粒形，可以将适量引起作为常规手段，宜采用偏低的用水量并限制单方混凝土中水泥材料最低和最高用量，尽可能降低水泥材料中的硅酸盐水泥用量。
2.2上部结构细部设计①桥面铺装。桥面铺装是桥梁与车辆直接接触的部件，也是桥面排水的第一道防线。桥面铺装一方面承受着汽车的冲击碾压剪切作用，另一方面又承受着主梁传递的反复应力和挠变，经常出现早期损坏，进而破坏桥面防水系统，最终导致主梁受桥面水影响而腐蚀主筋，铺装混凝土逐渐与主梁剥离，削弱了主梁的受力性能，影响了整个结构的安全性和耐久性。②桥面防水层。桥面铺装与主梁之间的防水层是防止桥面水渗入主梁的第二道防线。不少设计中仅单一采用防水混凝土进行防水。
由于防水混凝土属于刚性防水层，一旦开裂后防水性能便大为下降。③主梁。主梁是全桥的主要承力构件，一般在设计当中均要进行整体分析和局部分析，重视程度很高，从理论计算角度均能满足规范要求。可是在实际运营当中，主梁（主要是箱梁）箱体内长期大量积水的现象时有发生，甚至积水灌满箱体的情况也有发生，极大地损伤了主梁的预应力钢筋和普通钢筋，使得主梁安全性大大下降。究其原因，很大程度上是对于主梁细节设计的不到位，主梁排水构造设置不够完善，桥面积水在长时间不能排出桥外时便通过梁顶裂隙进入箱体，进而在箱体内不断积累，最终形成箱体内积水。④伸缩缝。伸缩缝是桥面的重要组成部分，直接影响着桥梁的伸缩性、舒适性。由于对主梁收缩徐变考虑不足，经常出现的问题是型号选择不当，导致梁端或在最高温度时挤压损坏，或在最低温度时拉坏梁体。
伸缩缝在保证梁体纵向伸缩的同时，也应重视防水设计。在很多设计中，采用直线式伸缩缝，这样做固然设计比较方便，但在桥梁两端的护栏处成为主要的漏水区域。因此，建议选用横向两端有翘头的伸缩缝，使得整个伸缩缝形成一个闭合良好的U型槽，可以有效避免桥面积水沿伸缩缝这个排水薄弱环节下泄到分联梁端及分联墩盖梁上。
3下部结构的细部设计
3.1分联墩盖梁分联墩处由于上部结构设置伸缩缝，桥面水经常通过伸缩缝薄弱环节泄漏到分联墩盖梁上，尤其是采用除冰盐的地区，分联墩盖梁长期承受着腐蚀性除冰盐水的腐蚀。因此，分联墩盖梁顶面应该设置横坡以便排走桥面流下的水，并且要在盖梁保护层厚度方面重点考虑防腐蚀要求。另外，为了防止腐蚀性盐水顺墩身流下，避免对墩身和桩基产生不利的影响，设计中可在盖梁挑檐上设置滴水槽。
3.2桩顶桥梁桩基安全直接决定着桥梁的整体安全，是桥梁设计的重中之重。桩基顶部与承台或墩身相连，受截面突变的影响，属于应力集中的部位。桥梁桩顶一般设计于地面线附近，受地面水、地下水、桥面排下的含除冰盐的冰水、地面土（尤其像盐渍土、土中有机质）等因素中的一种或几种的影响，经常处于干湿交替和腐蚀性环境，对于桩基顶部的钢筋混凝土耐久性产生较大的不利作用。因此，桩基尤其是桩顶的设计中必须要根据桩顶处的水位情况、土质情况合理判定环境等级，选择相应的耐久性设计标准，最终确定保护层厚度。
4小结
通过前面各部分的介绍，我们对于常规设计中一些容易被忽视而又影响结构安全的细部设计有了一定的认识。只要能够有足够的重视，采取一些必要的措施，完全可以把这些细节问题通过代价并不高的方式加以解决。耐久性预测不可能是一本精确的科学，结构使用寿命的预测只能是个估计。由于影响混凝土结构耐久性的因素很多，在工程实践中要不断进行总结，吸取经验教训，作为设计工作者应结合已有的设计经验和当地工程建设实践认真进行结构的耐久性设计。
参考文献：
[1]JTGD62-204公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].北京：人民交通出版社。
[2]张誉，等。混凝土结构耐久性概论[M].上海：上海科学出版社，2003.
我国人口众多，过去为及时解决居住需要和促进工业生产，建造过不少质量不高的民用房屋和工业厂房。结构设计虽然采用可靠度理论计算，实质上仅能满足安全可靠指标的要求，而对耐久性要求考虑不足，且由于忽视维修保养，现有建筑物老化现象相当严重。
2混凝土结构耐久性问题的分析
混凝土耐久性问题，是指结构在所使用的环境下，由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变，最终使混凝土丧失使用能力。即所为的耐久性失效，耐久性失效的原因很多，有抗冻失效，碱-集料反应失效，化学腐蚀失效，钢筋锈蚀造成结构破坏等。下面作具体分析。
2.1混凝土的冻融破坏结构处于冰点以下环境时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏。混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落，严重时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。影响混凝土抗冻性的因素，除了孔结构和含气量外，还包括：混凝土的饱和度，水灰比，混凝土的龄期，集料的孔隙率及其间的含水率等。
2.2混凝土的碱-集料反应混凝土的碱-集料反应，是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，引起混凝土的膨胀，开裂，甚至破坏。因反应的因素在混凝土内部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝土工程中的一大隐患。许多国家因碱-集料反应不得不拆除大坝，桥梁，海堤和学校，造成巨大损失，国内工程中也有碱-集料反应损害的类似报道，一些立交桥，铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏。混凝土碱-集料反应需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水份。反应通常有三种类型：碱-硅酸反应，碱-碳酸盐反应，慢膨胀型碱-硅酸盐反应，避免碱-集料反应的方法可采用：①尽量避免采用活性集料；②限制混凝土的碱含量；③掺用混合材。
2.3化学侵蚀当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时，会引起水泥石发生一系列化学，物理与物化变化，而逐步受到侵蚀，严重的使水泥石强度降低，以至破坏。常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀，一般酸性水腐蚀，碳酸腐蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀五类。淡水的冲刷，会溶解水泥石中的组分，使水泥石孔隙增加，密实度降低，从而进一步造成对水泥石的破坏；研究表明，当水泥石中的氧化钙溶出5%时，强度下降7%，当溶出24%时，强度下降29%，因此，淡水冲刷会对水工建筑有一定影响；而当水中溶有一些酸类时，水泥石就受到溶淅和化学溶解双重作用，腐蚀明显加速，这类侵蚀常发生在化工厂；碳酸对混凝土的影响主要为：在溶淅水泥石的同时，破坏混凝土内的碱环境，降低水泥水化产物的稳定性，影响水泥石的致密度，造成对混凝土的侵蚀；硫酸盐的腐蚀则表现为SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反应，生成物体积膨胀开裂造成损坏；海水中由于存在多种离子，侵蚀形式较为复杂，但主要是由于镁盐使硬化水泥石的结构组分分解，同时硫酸盐作用会造成对水泥石的损坏，而氧化镁沉淀会堵塞混凝土孔隙，会使海水侵蚀有所缓和。
2.4钢筋的锈蚀钢筋的锈蚀，其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁等即铁锈，其体积比原金属增大2-4倍，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层，阻止钢筋的锈蚀，但碱环境被破坏或减弱，则会造成钢筋的锈蚀，如混凝土的碳化或中性化。造成混凝土碳化和中性化的原因，主要是混凝土的密实度即抗渗性不足，酸性气体(如CO2，SO2，H2S，HCL，NO2)渗入混凝土内与氢氧化钙作用；其二，氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用，当混凝土中氯含量超过标准时，钢筋会锈蚀，而水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件，因此，若混凝土开裂，造成水和氧的通道，则钢筋锈蚀加速，促成混凝土裂缝进一步开展，混凝土保护层剥落，最终使构件失去承载力。
2.5使用方面的因素。有些旧建筑物已经使用好几十年了，已满足不了现展的使用要求，这些建筑物经常处于超负荷运转中，由于费用等因素的影响使用单位往往忽视对建筑物早期的防腐处理和必要的维修加固，缩短了建筑物的使用寿命。
3提高混凝土耐久性的措施
3.1原材料的选择
3.1.1水泥水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结，硬化形成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合具体情况进行选择。水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准，如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。因此，工程中选择水泥强度的同时，需考虑其工程性能，有时，其工程性能比强度更重要。
3.1.2集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性，防止碱集料反应造成的危害，集料的耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度；大量研究表明了掺粉煤灰，矿渣，硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能，改善混凝土内孔结构，填充内部空隙，提高密实度，高掺量混凝土还能抑制碱集料反应，因而掺混合材混凝土，是提高混凝土耐久性的有效措施。即近年来发展的高性能混凝土。
3.2混凝土的设计应考虑耐久的要求混凝土配比的设计配合比设计在满足混凝土强度，工作性的同时应考虑尽量减少水泥用量和用水量，降低水化热，减少收缩裂缝，提高密实度，采用合理的减水剂和引气剂，改善混凝土内部结构，掺入足量的混合料，提高混凝土耐久性能。结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土保护层厚度，预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力。结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度。
3.3混凝土工程施工应考虑结构耐久性混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法，裹砂法，裹砂石法等工艺，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，减少用水量；大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝，收缩裂缝，施工裂缝，建立混凝土的浇筑振捣制度，提高混凝土密实度和抗渗性，重视混凝土振捣后的表面工序，并加强养护，以减少混凝土裂缝。混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝，施工裂缝至关重要，应加强施工质量管理，特殊季节施工的混凝土结构，尚应采取特殊措施。
3.4使用阶段的检查和维护。过去建成的大量工程已经过早老化，而且以往的设计标准较低，房屋的维修问题十分突出。由于维修费用不到位，造成工程安全隐患，并在以后需支出更多的大修费用。因此定期的检查和维护是非常必要的，这对混凝土结构的适用性和耐久性是非常重要的。短期看检测和维修会增加一些费用，但从长远看，却是非常有益的。尤其是结构的损坏有可能会导致公众安全的建筑物、桥梁和隧道等工程，有必要制定定期检测与评估的法规，确保这些工程在使用期内能正常的使用。
结语：从上述分析可知，混凝土的外部环境，内部孔结构，原料，密实度和抗渗性是混凝土耐久性能的重要因素。因此，工程中应根据具体情况，有针对性地采取相应措施，提高混凝土的耐久性。
参考文献：
[1]牛荻涛著。《混凝土结构的耐久性与寿命测》.科学出版社。北京。2003年2月第一版。
[2]金伟良，赵羽习著。《混凝土结构耐久性》.科学出版社。北京。2002年9月第一版。
1前言
混凝土的耐久性是混凝土反抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力，当在暴露的环境中，能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。混凝土的耐久性探究内容包括摘要：钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容，在北方严寒地区工程中是急待解决的重要新问题之一。
我国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料[1，在32座大型混凝土坝工程、40余座中小型工程中，22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏新问题，大坝混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外，地处较为暖和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。
因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要新问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和平安运行，为使这些工程继续发挥功能和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用，而这些维修费用为建设费用的1～3倍。美国投入混凝土基建工程的总造价为16万亿美元，据估计今后每年用于混凝土工程维修和重建的费用估计达3000亿美元[2。
2外加剂改善抗冻耐久性技术探究动态
2.1引气剂
长期的工程实践和室内探究资料表明摘要：提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的办法是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。引气剂是具有增水功能的表面活性物质，它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能，使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解，不使混凝土遭到破坏，起到缓冲减压的功能。这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管和外界的通路，使外界水份不易浸入，减少了混凝土的渗透性。同时大量的气泡还能起到润滑功能，改善混凝土和易性。因此，掺用引气剂，使混凝土内部具有足够的含气量，改善了混凝土内部的孔结构，大大提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量探究成果和工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高[3[4[5。
美国是最早开始探究引气剂的国家，自1934年在美国堪萨斯州和纽约州道路工程施工中发现引气混凝土，至今已有半个多世纪。挪威[61974年首次在大坝中使用引气剂，经过20年运行后，掺引气剂的混凝土表面完好无损，而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。我国这方面的工作始于50年代。我国混凝土学科创始人吴中伟教授，在50年代初期就强调了混凝土抗冻的重要性，并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂)，应用于治淮水利混凝土工程，开创了我国采用引气剂而提高混凝土抗冻耐久性的先河。范沈抚(1991年)分析了掺引气剂混凝土的抗压强度和抗冻耐久性，得出和上述同样结论[7摘要：掺用引气剂，使混凝土达到足够的含气量要求，可改善混凝土的孔结构性质，并明显改善混凝土的抗冻耐久性。
国内外许多学者探究了影响混凝土抗耐久性的因素，Seibel，Sellebold，Malhotra，Pigen等人[8[9[10探究表明摘要：混凝土的含气量、临界气泡间距、水灰比、骨料、临界饱水度和降温速度等因素综合决定了混凝土的抗冻耐久性能。StarkandLudwig(1993)提出[11摘要：水泥熟料中C3A的含量的增加会提高其混凝土的抗冻耐久性，但会降低混凝土反抗盐冻能力。(1998)探究了水泥品种，引气剂质量及引气的方法对混凝土抗冻融耐久性影响，得出[12摘要：引气能显著提高混凝土的抗冻融性，然而，长期处于冻融循环的混凝土的抗冻能力则取决于天气的恶劣程度及冻融周期的频率。关英俊，范沈抚[13(1990)讨论了提高水工混凝土抗冻耐久性的技术办法，提出耐冻混凝土必须正确进行配合比设计，掺优质引气剂，减小水灰比，合理选用原材料，还要严格按施工规范技术要求施工，加强养护。
范沈抚[14(1993)进一步探究得出摘要：混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性的根本所在。混凝土的抗冻耐久性随孔结构性质变化而变化，当孔间距系数小于250μm时，混凝土抗冻耐久性指数基本能达到60%以上，即可经受300次快速冻融循环试验。这一点和Powers的临界孔间距概念相符摘要：早在50年代，鲍尔斯(T.C.Powers)等人首先开展了掺引气剂硬化混凝土孔结构的测试分析探究，并提出了满足混凝土抗冻耐久性要求的孔间距系数的重要概念摘要：即当孔间距小于临界孔间距(%26lt;250μm)时混凝土是抗冻的。宋拥军(1999)认为[15，只要引气量合适，普通混凝土均能获得较高的抗冻耐久性。引气混凝土中气泡平均尺寸及其间距随水灰比的增大而加大，同时水泥浆中可冻水的百分率也相应加大，从而导致混凝土抗冻耐久性的显著下降，因此，不能忽视对水灰比的限制。
朱蓓蓉，吴学礼，黄土元(1999)认为[16摘要：合理的气泡结构是混凝土抗冻耐久性得以真正改善的关键，然而，气泡体系形成、稳定和气泡结构的建立密不可分，因此高度重视气泡体系稳定性的新问题就显得更加重要。他们根据国外的探究成果和部分实验结果得出结论摘要：影响混凝土中气泡体系形成和稳定性的因素有混凝土各组成材料、混凝土配合比、拌合物特性以及外界条件，如环境温度、搅拌、运输和浇灌技术等。针对不同环境条件、不同工程要求的混凝土，必须进行适应性试验，才能使得硬化混凝土具有设计所要求的含气量和合理的气泡结构，增进了混凝土工程界对引气剂应用技术的熟悉。
由以上众多学者的探究表明摘要：混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性及其它性质的根本所在。掺引气剂可以改善混凝土孔结构性质，因此，测试硬化混凝土孔结构性质是探究混凝土抗冻耐久性能的有效途径和方法之一。
引气剂的掺入虽然是提高混凝土抗冻耐久性最有效的手段，但引气剂的掺入同时会引起混凝土其它性能降低，如强度、耐磨蚀能力等。
2.2减水剂
目前，减水剂的应用也成为混凝土不可缺少的组份，使用减水剂可以大幅度降低混凝土的水灰比(水胶比)，提高混凝土的强度和致密性，使混凝土反抗冻融破坏的能力提高，从而提高混凝土的抗冻耐久性。迟培云，李金波，扬旭等(2000)探究了在混凝土中掺入高效减水剂可取得的技术经济效果如下[17摘要：(1)保持和易性不变，可减水25%，R28%提高90%，抗渗性提高4～5倍；(2)保持和易性不变，节约水泥25%，R28提高26%，抗渗性提高2倍；(3)保持用水量和水泥用量不变，R28提高27%，抗渗性提高3倍。
3活性的矿物掺合料改善混凝土抗冻耐久性技术探究动态
混凝土是各种建筑工程上应用最广泛、用量最多的人造建筑材料，目前，我国正处在大规模的基础建设时期，对混凝土的需求量也就更大。因此，有效地降低混凝土的成本，提高混凝土的各项技术性能，对于充分利用有限的投资，延长混凝土结构的使用寿命，减少自然资源的消耗，保护生态平衡，有着非常巨大的经济效益和社会效益。
在混凝土的基本组成材料中，水泥的价格最贵，因此，在满足对混凝土质量要求的前提下，单位体积混凝土的水泥用量愈少愈经济。因此，用一些具有活性的掺和料(硅粉、矿渣、粉煤灰)来替代一部分水泥正在被广泛的应用。
3.1硅粉的掺入
近年来，硅粉混凝土也已应用于混凝土工程各个领域，其抗冻耐久性新问题已引起人们的普遍重视，在丹麦、美国、挪威等国家，硅粉作为混凝土混合材已经得到了广泛的应用。但有关硅粉混凝土的抗冻耐久性，各国学者结论各异。
日本的Yamato等人[18通过试验得出结果摘要：非引气混凝土当水/(水泥+硅粉)=0.25，不管硅粉的掺量如何，皆具有良好的抗冻耐久性。加拿大的Malhotra等人[19[20通过试验得出摘要：引气硅粉混凝土不管水灰比多少，硅粉掺量15%以下时都具有较高的抗冻耐久性。我国学者丁雁飞，孙景进(1991)通过实验探索了硅粉对混凝土抗冻耐久性的影响，得出结论[21摘要：非引气硅粉混凝土的抗冻耐久性和基准混凝土比较，在胶结材总量相同，塌落度不变的条件_下，非引气硅粉混凝土的抗冻能力高。范沈抚(1990)得出[22摘要：在相同含气量的情况下，掺15%的硅粉混凝土比不掺硅粉的基准混凝土，气孔结构有很大的改善。硅粉对抗冻耐久性有显著的效果，但硅粉的产量有限而且成本较高。
3.2矿渣的掺入
磨细矿渣和混凝土内水泥水化生成的Ca(OH)2结合具有潜在的活性，但磨细矿渣对提高混凝土的抗冻融性目前也不少探究。张德思，成秀珍(1999)通过试验得出结论[23摘要：随着矿渣掺量的增加，其混凝土的抗冻融性能愈差，但掺合比例合适时，抗冻性能和普通混凝土相比有较大改善。
3.3粉煤灰的掺入
国内外粉煤灰应用已有几十年的历史。最早探究粉煤灰在混凝土中应用的是美国加洲理工学院的R.E.Davis，1993年他首次发表了有关粉煤灰用于混凝土的探究报告。到本世纪五、六十年代，粉煤灰作为一种工业废料，其活性性能被进一步探究和推广，不仅仅是为了节约水泥，更主要是为了改善和提高混凝土的性能。美国加洲大学Mehta教授指出[24，应用大掺量粉煤灰(或磨细矿渣)，是今后混凝土技术进展最有效、也是最经济的途径。
国内外有关资料表明[25[26摘要：粉煤灰混凝土的抗冻能力随粉煤灰掺量的增加而降低，和相同强度等级的普通混凝土相比较，28d龄期的粉煤混凝土试件抗冻耐久性试验结果偏低，随着粉煤灰混凝土技术的深入探究和发展，引气粉煤灰混凝土的抗冻耐久性探究已越来越多地引起人们的关注。LinhuaJiang等学者[27(2000)通过探究高掺量粉煤灰混凝土水化功能得出摘要：粉煤灰的掺量和水灰比影响了高掺量粉煤灰混凝土的孔结构，并且随着掺量和水灰比的增加而孔隙率增加，但随时间的延长，孔隙率会下降。这是因为粉煤灰的掺入改善了混凝土的孔尺寸，但最大掺量不得超过70%。游有鲲、缪昌文、慕儒等[28(2000)对粉煤灰高性能混凝土抗冻耐久性的探究表明摘要：水胶比在0.25-0.27范围内，随着粉煤灰内掺量的提高，不掺引气剂，混凝土抗冻耐久性随粉煤灰增加而增加。当掺引气剂后，混凝土抗冻耐久性有先升后降的趋向，既存在最佳的粉煤灰掺量为30%。习志臻(1999)认为[29摘要：相对于许多混凝土而言，粉煤灰高性能混凝土提高了混凝土的抗渗、抗冻、抗碳化能力。田倩、孙伟[30(1997)讨论了掺入硅灰、超细粉煤灰及两者的复合物对抗冻耐久性能的影响以及钢纤维的阻裂效应对混凝土抗冻耐久性能的功能。实验证实摘要：当超细粉煤灰和硅灰相掺时，提高抗冻耐久性的效果尤为显著，其冻融循环300次以后，动弹性模量和重量基本无变化，而钢纤维的进一步复合有利于混凝土抗冻耐久性的改善。由此可见，双掺或多掺矿物的复合效应对混凝土抗冻耐久性的提高是值得探究的课题。
4高强混凝土抗冻融技术目前状况
目前，高强度混凝土已在工程中得到广泛应用，但是，由于理论上认为高强度混凝土应具有较高的抗冻能力，所以对高强度混凝土的抗冻性的探究并不多。
由于试验结果限制，高强混凝土本身抗冻融能力仍有争论。Marchandetal.(1995)认为[31摘要：当水胶比为0.3，并且硅灰掺量为20%-30%时，混凝土需要适当的引气来增强抗冻融能力，只有当水灰比低于0.25时，混凝土不需要引气。李金玉[32(1998)从宏观和微观结构两个方面探究高强度混凝土的抗冻性及其冻融的破坏规律，并配制出C60.C80.C100高强混凝土。在C60高强混凝土的基础上，掺用优质引气剂配制成C60引气混凝土，该混凝土具有超高抗冻性，进行1200次快速冻融循环后，相对冻弹性模量仅为92.6%，为开发研制高强度高耐久性能的混凝土提供基础。然而，21世纪的混凝土是高性能混凝土，是混凝土技术的主要发展趋向。闻名的中国工程院资深院士吴中伟教授对高性能混凝土下的定义是摘要：高性能混凝土是一种新型高技术制作的混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代技术制作的混凝土，以耐久性作为设计的主要指标，高性能混凝土具有很丰富的内容，但核心是保证耐久性，不能片面追求单一性。
关键词：海水环境混凝土耐久性措施
一、前言
随着水运工程技术的不断发展，海水环境中码头的耐久性问题越来越受到研究人员的重视和关注。在海港环境中，砼腐蚀破坏主要表现为cl–的渗透导致钢筋锈胀，进而引起砼开裂加速钢筋锈蚀。因此，如何提高砼的抗氯离子渗透性，减小砼电通量，已经成为提高砼抗腐蚀能力的关键问题[1],[2]。
二、增强混凝土耐久性措施
1．预应力混凝土
预应力混凝土构件能有效地控制裂缝的产生，阻止“先裂后锈”和“锈裂互动”现象的发生和蔓延；且预应力混凝土构件的保护层厚度、配合比、水灰比等参数指标的规范要求均高于其他钢筋混凝土构件。因此，相对而言，预应力混凝土的质量与耐久性优于其他钢筋混凝土。但是一旦预应力混凝土构件发生腐蚀与破坏后，由于不能大范围凿除已遭氯离子污染的混凝土，所以预应力混凝土构件的可修复程度与修补效果均远低于其他钢筋混凝土构件，目前通常采取整个构件更换的方式。例如，在1990年投产的北仑二期集装箱码头5#、6#泊位后方引桥的预应力“T”型梁上，使用12年后亦发现诸多“锈斑”，说明其内部钢筋已开始锈蚀。可见单凭设计采用预应力混凝土措施，也不能很好的解决防腐蚀耐久性问题，必须多种技术措施并举，联合施治，方能达到耐久之目的。
2．高性能混凝土
区别于传统混凝土，高性能混凝土以耐久性作为首要指标，可有重点地予以保证其耐久性、工作性、强度、体积稳定性以及经济性等。就海港码头工程而言，侧重于高性能、抗渗性、体积稳定性、强度与优良的抗冲击疲劳性等。目前，国内外海工高性能混凝土的研究与应用方兴未艾[3]。在荷兰，对已使用3~63年的64座海工结构（其中90%的结构采用磨细矿渣混凝土）调查发现，结构基本完好，氯离子扩散系数仅为普通混凝土的1/10~1/15。典型事例为东谢尔德挡潮闸工程，其设计使用寿命是250年，80年不维修，其基本防腐措施就是采用水胶比为0.4的大渗量（65%）磨细矿渣混凝土。在英、美、加、日和中东等国家和地区，也都有类似的成功工程应用实例。
在我国，高效减水剂与粉煤灰双掺技术，分别于1987年应用于厦门高集跨海公路大桥和1997年应用于厦门海沧大桥，在上海南浦大桥、杨浦大桥和黄浦江越江隧道等工程中，也得到了应用。
国内外有关实验研究和工程实践证明，养护对高性能混凝土的质量和耐久性十分重要。常温下养护不够，对高性能混凝土的质量与耐久性的影响程度有时甚至重于普通混凝土，因此，及时、充分地湿养护是其获得高强度、低孔隙率和高抗氯离子扩散能力所必不可少的。据此，高性能混凝土十分适合养护条件优良的专业性与预制场制作的构件。而养护条件较差的现场现浇构件，设计采用高性能混凝土时，除了采取调整相应的技术措施外，尚需在现场配备专门的养护设施，确保不间断湿养护14天～21天。另外高性能混凝土相对于普通混凝土在搅拌时间、震捣、拆模时间上都有区别，因此在高性能混凝土实施前需要根据其特点制定专门的质量控制措施。
3．内掺钢筋阻锈剂
海工混凝土中钢筋的腐蚀，事实上是一种电化学腐蚀，其阴、阳极反应都在钢筋电解质界面上发生，若能阻止其中任何一种界面反应，就能抑制腐蚀。如果某种（或某些）化学物质能够优先参与并阻止上述两种或其中一种界面反应，且能长期保持稳定状态，则用此类化学物质就可有效地阻止钢筋锈蚀，这种在混凝土拌制过程中掺加少量化学物质（外加剂），通过影响上述界面电化学反应来阻止钢筋腐蚀的方法是简便易行的，这种化学物质（外加剂），对钢筋而言，就是阻锈剂。按阻锈机理，可分为阳极型，阴极型和混合型三类；按材质种类可分为有机类和无机类两种。以往大规模工程应用的亚硝酸钙，属阳极型阻锈剂。苯甲酸钠、重铬酸、氯化亚锡等也是阳极型阻锈剂。近来，开发了大量的有机类阻锈剂，以及有机胺盐类与亚硝酸钠的复合阻锈剂。
1970年起我国在湛江浪溅区进行了为期10年的钢筋混凝土试件暴露实验，发现在水灰比大（0.65）、保护层薄（15mm）的试件中，内掺占水泥用量2%的亚硝酸钠，可使钢筋锈积率从89%减少到3.5%，显示出优良的长期阻锈效果，钾、钠的重铬酸盐效果亦然。在山东三山岛金矿工程和江苏东台县方塘河挡潮闸等工程中，也有早期成功应用的实例。2000年，在粤海通道琼州海峡铁路轮渡工程的钢筋混凝土结构中，成功地使用了GF——01型钢筋阻锈剂重达近百吨。
由上可见，内掺亚硝酸钙和复合型亚硝酸钙钢筋阻锈剂，是一种经过长期试验研究和工程实践的经济实用的钢筋保护措施。与预估钢筋周围混凝土中氯化物含量相比，通过对实际使用的水泥砂石料和拌合用水的试验研究，确保小于一定值，就可使钢筋长期处于钝态。
但是，当混凝土存在裂缝时，开裂处的钢筋阻锈剂会否流失，若然，对阻锈效果的影响程度如何？人们对此心存疑虑。Berke用三点加荷法使裂缝宽度为0.25mm的裂缝达到试件的“全裂”与“半裂”，并用空白试件进行了为期30个月的加速试验，结论是掺亚硝酸钙的试验梁中，钢筋开始腐蚀的时间，是“全裂”的比“半裂”的早；同样是“全裂”或“半裂”的试验梁，与不裂的空白试验件相比，掺亚硝酸钙可显著的推迟腐蚀起动时间与腐蚀效率。由此可见，使用亚硝酸钙类阻锈剂时，首先应控制开裂程度，尤其是对梁类构件的受弯拉区域。因此，宜采用预应力混凝土来控制裂缝的产生与发展，再用钢筋阻锈剂抑制腐蚀，最后用具有一定弹性的涂层封闭涂装，以起到协同保护作用。这时，钢筋阻锈剂起到“拾遗补缺”和“消防队员”的作用。
同时，未裂试件室内加速浸烘试验表明，采用高性能混凝土和普通混凝土内掺钢筋阻锈剂相比，在浸烘16个周期后，钢筋锈蚀面积率和钢筋周围氯离子含量相当，采用钢筋阻锈剂试件的钢筋锈蚀失重率是采用高性能混凝土试件的3倍左右，可见，仅靠内掺钢筋阻锈剂的防腐蚀效果还是有限的。
4．涂料涂装保护
混凝土表面实施涂料涂装保护，可阻止或减缓环境介质中氯离子的侵入，也起到装饰效果。但必须解决涂层中的耐碱性和附着力等两方面的问题、受阳光直射部位表面的耐光老化问题、以及潮湿表面实施时的湿固化与湿面附着力问题。
底层涂料（封闭漆），应具有低粘度和高渗透能力，能渗透到混凝土内起到封闭孔隙和提高后续涂层附着力的作用，是混凝土表面涂装保护的关键和质量控制步骤。就耐碱性而言，呋喃树脂优于环氧树脂，耐碱性好的封闭漆有利于涂层长期附着性能。国内海港码头工程中使用涂层保护的工程实例已较多，但尚未很好解决底漆的渗透与附着力问题。早期部分工程在使用几年后，就出现涂层的析碱、开裂乃至脱落问题。
南京水利科学研究院分别于1997年和1999年，对海军獭山驱逐舰码头约13000m2和北仑港区2.5万吨级矿石装船码头约1200m2构件表面，实施了FH系列的呋喃改性环氧封闭底漆+环氧煤沥青中间漆与面漆的涂装保护。涂层性能检验结果表明，涂层附着力（拉开法）≥混凝土本体抗拉强度，通常达到2.0Mpa左右；呋喃改性环氧封闭底漆的渗透深度达1~3mm；抗氯离子渗透试验表明，未发现任何脱落与开裂现象。
由上可见，海港工程钢筋混凝土中实施涂料涂装保护是一种经济实用的防腐蚀技术措施。但涂装质量的控制十分关键，一旦局部存在各种缺陷与针孔被氯离子突破，则在一定范围内涂层的封闭保护作用将会丧失。潮湿面涂装时，设计选材十分关键，因为任何一种封闭底漆在干燥面与潮湿面的附着力存在明显的差别，所以，必要时需辅以其他措施提高构件表面的干燥程度。另外，目前市售涂料品种，均不能有效地克服活动性裂缝，除非是专项设计生产的弹性涂层。因此，实施涂料涂装的钢筋混凝土构件，首先必须进行控裂设计，至少达到构件在不同工况条件下，受拉弯区裂缝的缝宽基本不变，以确保涂层保护的效果。再者，预制件采取岸上涂装封闭，则存在吊运安装过程中局部损坏和现场补口问题；现浇构件则存在减少海水初期污染和涂装时机问题；此外涂层设计使用年限通常只有10到15年，受阳光直射部位的面漆耐紫外线老化设计年限通常不到10年，届时，后继防腐技术措施如何，两者的匹配性如何等问题，这些在设计或组织实施中，均应充分考虑。
5．涂（镀）层钢筋
海水环境中的氯盐对不受冻地区的素混凝土而言是无害的，腐蚀破坏是通过对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀锈胀实现的。因此，若将钢筋表面预先实施一层不腐蚀或耐腐蚀的涂（镀）层来阻挡或隔离氯离子的侵蚀，是最为直接的技术措施，涂镀层钢筋目前主要有环氧涂层钢筋和热镀锌钢筋两种。
从1970年起，美国联邦公路管理局（FHWA）针对撒除冰盐引起高速公路桥梁异常严重的钢筋腐蚀破坏问题，委托起国家标准局（NSA）的研究人员，经过历时3年的试验研究，从56种聚合物涂层中筛选出一种最理想的静电喷涂环氧粉末涂层钢筋，又名环氧涂层钢筋（EBAR）。至1991年，EBAR已占其钢筋总用量的5%。但在1988年，在腐蚀环境较为恶劣的美国佛罗里达州Keys地区的两座使用EBAR跨海大桥上，仅使用4~6年就出现了异常严重的腐蚀破坏，并进行了专项调查研究。加拿大公路战略研究计划对19座采用EBAR结构调查与研究表明，19座结构中，有5座在使用8年就发生了钢筋腐蚀引起的破坏。其主要原因是涂层质量，尤其是弯曲部位涂层质量问题，以及吊装储运过程中局部破损与现场补口问题等。对是否继续采用EBAR，国际上目前仍有争议，有的认为不宜使用；但另一些人认为只要提高质量标准，加强全过程监控，仍不失为盐污染环境中一种提高性能的有效措施。
我国目前已有EBAR的专业厂家，在上海宝钢所属的马迹山矿石中转码头上曾大规模使用，并已制定了相应的规范条款。基于在数量庞大的钢筋及钢筋笼的储运、安装和绑扎过程中，不允许存在任何隐患与缺陷，否则就会局部显著的加剧钢筋腐蚀，最终导致混凝土保护层开裂使EBAR遭受进一步的腐蚀。因此，必须慎用。何况其造价是普通钢筋的1.5倍以上，再加上专门的长途储运费用和增加用筋的费用等，其经济优势不明显。再有，在达到设计使用年限后，后继的修复变得十分困难。
镀锌钢筋作为一种经济有效的护筋措施，有资料介绍始于二十世纪30年代，但工程实践表明，处于海洋环境中的结构，并不一定能够提供长期可靠的保护。钢筋镀锌层有两种，一种是在不含硅的钢上迅速冷却，其表面存在一层有一定厚度的纯锌层，称为光亮的热浸镀锌层（简称光亮镀锌层）；另一种是含硅的钢在热浸锌后缓慢冷却，使纯锌层过多的消耗转化为ζ锌/铁层，使纯锌层很薄，失去光泽，称为灰锌镀层。由于锌是一种两性金属，当pH值小于6或大于13时，都会发生反应而遭腐蚀；在两值之间时，因锌腐蚀产物使表面密封而受到保护。镀锌钢筋浇筑到混凝土中后，锌与混凝土中碱性组份间的反应，在混凝土硬化后就停止。
目前，镀锌层的性质及其微观结构对镀锌钢筋在混凝土中腐蚀行为的影响，已得到了广泛的研究。结果表明：
为了使镀锌层钝化，表明具有足够的纯锌储备是重要的，亦即光亮镀锌层的性能明显优于灰镀锌层；
相对而言，镀锌层去钝化的氯离子浓度比普通钢的高出2.5倍以上；
若混凝土质量较差，环境腐蚀条件恶劣，则整个镀锌层在使用期内衰减得很多，寿命很短，不足以提供长期保护的效果。反之，若混凝土质量较高，环境侵蚀性较弱，则镀锌层可显著的提高混凝土结构的使用寿命。
总之，光亮镀锌层可延长钢筋的使用寿命，但在海水环境中，若混凝土质量较差，则作用甚微。
三、几种方案优缺点比选
不同类型增强混凝土耐久性措施优劣性对比见表1。
表1混凝土耐久性措施对比
方案
优点
缺点
预应力混凝土
施工操作方便，工艺成熟。与普通混凝土比耐久性性较好。
腐蚀破坏后修补困难。
高性能混凝土
1、有一定的技术保障，且有成功实例；
2、混凝土的耐久性显著提高并具有良好的工作性能；
3、尤其适用于海水环境。
1、对施工场地要求高，必须确保养护时间大于15天；
2、在施工前须做配合比实验，并做大小样浇注试验，需要和一定的人力财力和时间。
阻锈剂
可有效地阻止钢筋锈蚀
1、增加费用较多；
2、对砼结构要采取一定的限裂措施。
涂料涂装保护
1、经济合理；
2、技术成熟；
3、对氯离子渗透起到一定延缓作用。
1、涂料耐久性差；
2、质量控制要求高。
涂层钢筋
从根本上解决钢筋防腐大大提高建筑物的使用年限
1、施工要求高，不允许钢筋涂层出现局部破损，否则会加剧钢筋局部腐蚀；
2、大大提高工程造价涂层钢筋是普通钢筋造价的1.5倍。
四、结语
由上述分析可见，预应力混凝土的防裂性好，高性能混凝土抗氯离子渗透能力强，而内掺钢筋阻锈剂、采用涂（镀）层钢筋和表面涂层方案均有防腐蚀效果及其耐久性不足等局限性。因此，各种防腐蚀技术措施各有特点，适用场合有异，必须针对实际情况，采用多技术措施并举，联合施治的方式，方能最大限度的实现科学合理、经济耐久的防腐蚀耐久性设计。
参考文献
[1]吴中伟．高性能混凝土（HPC)的发展趋势与问题．建筑技术1998年．
会议收到论文报告58篇并印发了文集，有140人参加会议，在第一天的大会和第二天的分组会上分别有17位和26位专家作了报告，另外还安排了半天时间进行自由发言和讨论。会议气氛热烈，取得了预期的效果，不同观点之间也进行了较为充分的交流。
鉴于这一会议的论坛性质，以下仅就会上提出的一些问题及建议作一归纳，提交与会专家考虑并审议。
一、土建结构工程的安全性
结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力，是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准（规范、规程、条例等）的合理设置及运用相关联。
1．我国结构设计规范的安全设置水准
对结构工程的设计来说，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准，总体上要比国外同类规范低得多。
1.1构件承载能力的安全设置水准
与结构构件安全水准关系最大的二个因素是：1）规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如同样是办公楼，我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤)，而美、英则为240和250公斤；2)规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算确定荷载对结构构件的作用时，将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算确定结构构件固有的承载能力时，将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载（如结构自重）的分项系数分别为1.4和1.2，而美国则分别为1.7和1.4，英国1.6和1.4；这样根据我国规范设计办公楼时，所依据的楼层设计荷载（荷载标准值与荷载分项系数的乘积）值大约只有英美的52%（考虑人员和设施等活载）和85%（对结构自重等恒载），而设计时据以确定构件能够承受荷载的能力（与材料强度分项系数有关）却要比英美规范高出的10~15%，二者都使构件承载力的安全水准下降。日本与德国的设计规范在某些方面比英美还要保守些。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范，就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾，至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是，在其他建筑物的活荷载标准值上，与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同，比如钢结构的差距可能相对小些。
公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似，除车载标准外，荷载分项安全系数（我国规范对车载取1.4，比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%）与材料强度分项安全系数均规定较低。
尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低，但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的，这里的问题主要在于设计墨守陈规，在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
1.2结构的整体牢固性
除了结构构件要有足够承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件，一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏，竟导致整栋楼的连续倒塌，也是房屋设计牢固性不足的表现。
1.3结构的耐久安全性
我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一；提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
2．调整结构安全设置水准的不同见解
我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是，能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求，而且业已历经了较长时间的考验，这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就；但是，由于安全储备较低，抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论，在如何调整的问题上存在较大的意见分歧，这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解：
1）认为我国现行规范的安全设置水准是足够的，并已为长期实践所证明，而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉，在安全度上不能跟着英美的高标准走；安全度高了是浪费，除个别需调整外，总体上不必变动。
2）认为我国规范的安全度设置水准尽管不高，但在全面遵守标准规范有关规定，即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下，据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用，表明这些规范规定的水准仍然适用；但是理想的“三正常”很难做到，同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要，在物质供应条件业已改善的市场经济条件下，结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度，因为我国目前尚属发展中国家。
3）认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近，需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高，土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重，而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程（特别是建筑工程）造价中所占的比重现在已愈来愈低，材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要，但决不是没有风险，如果规范的安全水准较高，曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的，而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务，安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认，即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样，由于我们的施工质量总体较差，结构的安全性依然会有差距。
3、结构设计规范的概率可靠度设计方法
自1984年国家建委和国家建设部颁布了建筑结构设计统一标准以来，我国的建筑结构设计规范已从80年代末期起抛弃了传统的多安全系数设计方法，从而统一采用以概率理论为基础的可靠度设计方法；其它的工程部门如公路、铁路、港口、水利的结构设计规范也正在或计划作这样的转变。我国规范的可靠度设计方法是参考国际上的相应标准ISO2394并经过国内科技人员努力后得以实施的。将可靠度设计方法用于结构设计规范，在国际学术界内通常被看成是一种发展趋势，但在工程内界则存在不同看法。尽管有了ISO2394，国外却鲜有重要或著名的结构设计规范已直接采用了可靠度设计方法，至今仍采用多安全系数设计方法或称荷载抗力系数法。在我国，对于建筑结构设计规范中的可靠度设计方法以及企图将我国各个行业的各种结构设计规范都用可靠度方法统一起来的做法，虽然工程设计界颇有微词，但学术界持赞成和肯定者是主流，不过仍不时有人对可靠度方法用于设计规范的适用性提出质疑。这次科技论坛上则较为集中地反映了对规范可靠度方法的意见分歧。
对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步，可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理，当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷，有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为，结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体，在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂，并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理；规范可靠度方法在我国十多年的实践表明，它并没有给结构设计的安全性带来明显实效，反而造成了安全概念上的某些混乱；对工程技术人员来说，结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清，不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题；现行设计规范中的可靠度方法很不成熟，存在不少根本缺陷；他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范，也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考，在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。
二、土建结构工程的耐久性
土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。
1、土建结构工程的耐久性现状
大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题，并非我国所特有，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。
长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化；据1998年美国土木工程学会的一份材料估计，他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题，仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施，如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害，钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm，而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40，桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求，对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25，与上面提到的加拿大50年代水准一致。国内按这种标准设计的一座大桥，建成后仅8年，由于盐冻侵蚀，现已不得不部分拆除重建。
我国建设部于80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15～20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30～40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。
耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。
有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。
使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：
1)由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。
2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。
3)环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。
当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。
在修订规范的耐久性要求上，交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验，尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需，另一方面则要安排系统的研究项目，加大耐久性研究工作的支持力度；混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一，而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件，需要考虑本国的特点，是不能完全依赖国外研究成果的。
重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。
2．土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后容易伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。
现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治，也有大量已建的违章工程需要评估，更有许多工程发生病害需要诊断和加固，各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要，但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估，要建立相应的法规和标准，要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度，在管理体制上予以规范。
从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。在发达国家，由于新建工程少，用于维修的费用往往更为主要，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家，现在正大兴土木，可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大已建工程维修的费用。
为加速路桥等公共工程建设，国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规，就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能，对于设计工作寿命为100年的桥梁，至少还可正常使用70年，而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。
三、技术规范的作用与管理
这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。
长期以来，受计划经济体制的影响，我们往往视技术规范为法，将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程，与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准，本身不具有法律作用，只当工程各方（业主、设计、施工企业）认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上，才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行，不利于技术进步和创造性的发挥，反而容易成为推卸责任的借口。当然，政府部门从国家和公众的整体利益出发，需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规，但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法，后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。
土建工程有着强烈的个性，需要工程技术人员针对具体特点去解决设计与施工问题。所以规范作为技术标准宜强调其指导性而不是强制性。如果规范条文看作为一般意义上的法律条文，就有可能束缚设计施工人员的主动创造性并阻碍新技术的应用。。我国土建工程在结构设计上与国外相比的最大差距就在于方案与技术上的创新，这与以往过分强调规范的法律地位从而形成所谓“结构设计就是规范加计算”的倾向不无关联。我国的技术规范在编写风格上也有模仿法律的倾向，极少提及使用者需要注意规范可能存在的某些不足之处或允许并鼓励使用者在某些问题上可以另辟蹊径。如果在设计施工中要取代规范中已经落后过时甚至有害的技术规定，则无异于违法行为。相反，只要墨守规范，即使出了事故，就可不负法律责任。这样就在客观上降低了对工程技术人员的业务技能要求与职责要求，不利于提高我国建筑企业和从业人员的素质以及参与今后的国际竞争。为了消除这些负面影响并杜绝钻规范条文的空子进行偷工减料，应有必要建立这样的共识并作出规定，即遵守了规范条文并不意味着就可免除法律责任。国外有些规范就是这样规定的。
企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故，不是解决问题的有效途径。现在，有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来，明确列为强制性条文，同时规定各个设计单位完成的设计，须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查，而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求，其任务已类似于执法；这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因，主要在于管理不善，特别是管理环节上的腐败；其次是施工操作人员素质低，又难以短期解决；过分强调规范的地位与作用，未能建立与规范配套的完整标准体系，比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件，可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节，也有一定的关系。从设计角度看，出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定，而是方案性的错误或忽略主要的设计条件；也有一些工程则因过去的设计标准过低，耐久性不足，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实，要做到设计规范强制条文的要求最为容易，为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核，其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎，个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点，反而造成麻烦。
我国幅员广阔，各地经济发展很不平衡，技术力量悬殊，环境条件各异，客观上要求规范能给设计人员更多灵活性，少一些强制性，这样才能更好地在规范的指导下，根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之，在规范标准上，要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范，在工程的安全性和耐久性标准上，可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些，在抗震防灾要求上，更应区别对待。全国性的规范订得愈详细，其适用性可能变得愈差，造成的混乱也可能愈多；特别象岩土工程那样的规范更是如此。
技术标准中的强制性越多，也意味着政府有关部门在具体技术问题上需要承担的责任越重，而这些本来不该是政府部门的职责。规范中的要求是最低要求，在安全设置水准上，政府需要干预的也应是保证公众安全的最低要求。对于土建结构的抗震设计，政府有关部门至今仍规定任何部门和个人不得随意提高抗震的设防标准(建抗586号文件)。事实上，如将商品房的抗震设防烈度提高1度，抗震能力可提高约1倍，而增加的房屋造价相当有限，在众多城市中可能仅及居民用于室内装修费用的几分之一。政府的这一规定无异于限制居民只能购置抗震安全质量标准最低的房屋，如果发生地震造成损害，有关部门如何解释？
规范等技术标准的管理体制亟待改善。建国以来，由政府部门负责统管并指定有关企事业单位分别承担每本规范编写和修订工作的做法已越来越不能适应当前的形势，有些在经费和人力上得不到保证，平时基本上没有专门人员去搜集了解规范使用中的问题并及时修改补充规范条文；面对新的结构型式、新的材料和新的工艺，规范的过时条文不但成为推广新技术的阻力，而且有被误用或盲目套用而造成工程质量安全事故。
发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理，规范的翻新周期短，不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置，分工不明，并且至今还依附于某一政府部门，基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用，距离独立和富有活力的健全机构还差的很远，如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入，整顿合并有关的学会、协会，加强其职能，并逐渐成为技术标准编制管理的主体。
四、准备提交政府有关部门考虑的建议
为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性，这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑，：
1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。
建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门，能对工程的耐久性要求作重点审查，明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求，重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证；
建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持；
建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助；
建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中，联络国内有关专家，促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。
2、土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程，我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向，不利于工程寿命和投资效益。
建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物，在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此，需要制定法规，编制相应的技术标准；对于土建结构工程的检测与评估，需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。
建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上，根据需要，加大工程维修费的比例。
3、完善技术标准体系与管理体制，发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用；逐步淡化技术规范条文的强制性质；鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准，适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异，并鼓励科技创新和技术进步。
混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。但现行设计规范只划分成两个极限状态，即承载能力极限状态和正常使用极限状态，而将耐久性能的要求列入正常使用极限状态之中。且以构造要求为主。混凝土的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能不仅包括结构的安全性，而且更多地体现在适用性上。
二、混凝土冻融作用破坏机理分析
混凝土的抗冻性是混凝土受到物理作用(干湿变化、温度变化、冻融变化等)后反映混凝土耐久性的重要指标之一。混凝土冻融作用破坏机理是混凝土在其冻融的过程中，遭受的破坏应力主要由两部分组成。其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化，由水转变成冰，体积膨胀9%，因受毛细孔壁约束形成膨胀压力，从而在孔周围的微观结构中产生拉应力；其二是当毛细孔水结成冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中迁移和重分布引起的渗管压。由于表面张力的作用，混凝土毛细孔隙中的水的冰点随着孔径的减小而降低。当胶凝孔水形成冰核的温度在-78℃以下时，由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。另外胶凝不断增大，形成更大膨胀压力，当混凝土受冻时，这两种压力会损伤混凝土内部微观结构，当经过反复多次的冻融循环以后，损伤逐步积累不断扩大。发展成互相连通的裂缝，使混凝土的强度逐步降低，最后甚至完全丧失。
三、混凝土缺陷检测
（一）声发射法。声发射法是利用材料或结构受力时发出瞬态振动现象的原理，在混凝土构件表面的不同部位上放置声传感器，并将传感器与信号放大器、信号调节器和磁带记录仪等组成测量系统。当混凝土构件受力产生的应变超过其弹性极限点时就会产生小振幅弹性波，波向构件表面传播，会被放置在构件表面上的传感器探测到，根据不同探测位置上的应力波到达时间差可以确定变形点的位置，即混凝土构件由于受力而发生损伤的位置。用声发射法可以检测结构遭受损伤的程度。但是，该方法只能在结构变形和应力增加时才能应用，在静荷载下不能单独测量混凝土的损伤或破坏。
（二）雷达法。雷达法是利用频率为100～1200MHz的电磁波扫描混凝土构件表面，当混凝土构件存在孔洞、裂缝、分层等缺陷时，雷达扫描波形图会发生改变，根据雷达扫描波形图，即可分析混凝土的缺陷。
（三）红外线热谱法。红外线热谱法又称红外扫描，是通过测量和记录混凝土结构热发射来分析判断混凝土构件缺陷的方法。当混凝土中存在裂缝或不连续时，扫描仪上将显示完好和有缺陷混凝土热发射的差异。
四、提高混凝土耐久性的措施
（一）预防钢筋的锈蚀。常用的方法有环氧涂层钢筋，采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层，这种钢筋保护层能长期保护钢筋使其免遭腐蚀。此外，在混凝土表面涂层也是简便有效的方法，但涂料应是耐碱、耐老化和与钢筋表面有良好附着性的材料。还可掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙率，特别是毛细孔隙率大幅度降低。还可研究新技术，开发新产品，如耐锈钢筋、阻锈钢筋等。
（二）避免或减轻碱集料反应。混凝土碱集料反应危害很大，一旦发生很难修复。当混凝土使用有碱活性反应的骨料时，必须从配合比出发，严格控制混凝土中的总碱含量以保证混凝土的耐久性。此外，外加剂特别是早强剂带来高含量的碱，为预防碱集料反应，在设计上应对外掺剂的使用提出要求。
（三）加强施工管理。严格控制施工配合比，搅拌必须均匀，振捣必须到位，要严格遵守养护制度，可以用表面养护剂来改善养护条件，提高保水性，加速表面硬化。混凝土构件的侵蚀病害都是从表面开始的，在混凝土终凝前做好原浆抹面压光，增强表面密实度，也可采用表面浸渍和表面涂覆的手段来降低混凝土表面渗透性。
（四）防止混凝土的冻融破坏。混凝土的组成、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力，目前只有加气混凝土才能有效提高混凝土的抗冻性。引气是提高混凝土抗冻性的主要参数。一般引气量4％-8％，同时，应避免采用吸水率较高的集料，加强排水以免混凝土结构被水饱和。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，既能获得大量均匀分布的微小气泡，显著提高抗冻性，又能大幅度减小W／C，从而保证混凝土强度不降低，甚至有所提高。
（五）拌合及养护用水。混凝土拌合及养护用水，应考虑其对混凝土强度的影响。水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小。拌合水应检查其杂质情况，防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响其耐久性。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，除了对水泥石有腐蚀作用外，对钢筋的腐蚀也有影响，因此在腐蚀环境中的混凝土不宜采用海水拌制和养护。
（六）针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度。如一类环境(室内正常环境)，设计使用年限为100年的结构混凝土应符合下列规定：混凝土保护层厚度应按规范的规定增加40％；当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减少。混凝土结构及构件宜整体浇筑，不宜留施工缝。当必须有施工缝时，其位置及构造不得有损于结构的耐久性。
五、总结
混凝土结构的耐久性是一个涉及环境、材料、设计、施工等多种因素的复杂问题，要解决好这个问题需要进行多方面的工作。钢筋混凝土结构耐久性应由正确的结构设计、材料选择以及严格的施工质量来保证，同时应注意对其在使用阶段实行必要的管理和维护。只有这样，才能保证和提高混凝土结构的耐久性，才能保证我国建筑事业的可持续发展。
参考文献：
[1]魏新良，浅谈混凝土结构的耐久性[J].现代商贸工业，2007，(01).
[2]尚勇，张凌云，武。路桥混凝土结构耐久性能主要病害研究[J].山东交通科技，2005，(02).
[3]刘海华，高速铁路混凝土结构耐久性措施探讨[J].铁道标准设计，2004，(05).
[4]叶国华，郑亚平。浅谈混凝土结构的耐久性设计与施工[J].科技信息(科学教研)，2007，(20).
[5]陈仲庆。提高混凝土耐久性的措施[J].科技资讯，2007，(14).
混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪，发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。一些发达国家的混凝土桥使用了三四十年后，纷纷进入老化期。人们始料不及的是混凝土材料在不利的环境、运用条件下，出现了一系列影响结构耐久性的物理、化学现象，如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。因而混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程师们不容忽视的一个问题。
混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。结构耐久性问题主要表现为：混凝土损伤；钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀；以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的消弱等三个方面。从短期效果而言，这些问题影响结构的外观和使用功能；从长远看，则为降低结构安全度，成为发生事故的隐患，影响结构的使用寿命。下面从影响混凝土结构耐久性的主要因素和提高耐久性的技术措施两个方面来探讨混凝土的耐久性问题。
2影响混凝土结构耐久性的主要因素
（1）混凝土的材质。
混凝土是碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而成。这些材料的优劣直接影响到硬化后混凝土的质量(包括密实度和强度等)，好质量的材料将为工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基础。近年来由于基本建设的迅猛发展，施工中往往忽略对材质的要求，工地上只检查混凝土试件的强度作为材质的唯一标准。岂知不合规格的材料，将导致混凝土收缩徐变量大大增加，初始裂缝大量产生，这对混凝土结构安全将是一严重隐患。
（2）混凝土的密实性。
混凝土的内部缺陷（不密实），使混凝土在使用过程中易受各种不利因素的侵袭，主要有如下几种形式：
①渗透：当混凝土不密实，空气和水容易渗入，水中有害物质就易对混凝土产生化学侵蚀，影响混凝土的耐久性。
②碳化：混凝土中因水泥石含有氢氧化钙而呈碱性，在钢筋表面形成碱性薄膜而保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀，起到了“钝化”保护作用。但当混凝土密实度低，空气中水和C02渗入，形成碳酸，尽管其酸性很弱，也能中和氢氧化钙使钢筋锈蚀，这一过程成称混凝土的“碳化”。
③冻融破坏：混凝土不密实，体内渗入的水量大，低温时水结冰体积膨胀产生压力，从内部破坏混凝土的微观结构，经多次冻融循环后，损伤积累将使混凝土剥落酥裂，强度降低。
（3）混凝土结构所处的环境条件。
工程结构使用时所处的环境条件是影响混凝土结构耐久性的外部因素，如海水侵蚀、大气腐蚀、极高温度、冰冻、水、风、地震灾害的袭击等。根据环境条件对混凝土耐久性的影响，《桥规》（JTGD62）根据公路桥梁的使用情况，将桥梁结构使用环境条件划分为下列4类：
Ⅰ类环境——系指温暖或寒冷地区的大气环境；与无侵蚀性的水或土接触的环境。
Ⅱ类环境——系指严寒地区的大气环境；使用除冰盐环境；滨海环境。
Ⅲ类环境——系指海水环境。
Ⅳ类环境——系指受侵蚀性物质影响的环境。
在上述环境分类中，严寒地区是指累年最冷月平均温度低于-10℃地区；寒冷地区是指累年最冷月平均温度高于-10℃，低于或等于0℃的地区。除冰盐环境是指北方城市依靠喷洒盐水除冰化雪的且其主梁受到侵蚀的环境；滨海环境是指海水浪溅区以外且其前无建筑物遮挡的环境；海水环境是指潮汐区、浪溅区及海水中的环境；受侵蚀性物质影响的环境是指某些化学工业和石油化工厂的气态、液态和固态侵蚀性物质影响的环境。
如上所述，混凝土结构的耐久性取决于混凝土材料的自身特性和结构的使用环境，同时与结构设计、施工及养护密切相关。
3提高混凝土结构耐久性的主要技术措施
（1）合理选择混凝土结构的组成材料。
混凝土各组成材料及钢筋的选用应满足材料的耐久性质量要求，应按规范规定对进场原材料进行严格的质量检验。同时合理改善颗粒级配，提高混凝土的密实性。从而提高耐久性。
（2）提高混凝土的密实性。
控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，改善混凝土的施工工艺，搅拌均匀、充分振捣，加强养护，严格控制施工质量。除了选择及配良好的集料和精心施工保证混凝土充分捣实和水泥充分水化外，水灰比是影响混凝土密实性的最重要的条件，故《桥规》（JTGD62）中规定了各类环境条件下满足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同时适当掺用外加剂，如掺用减水剂或引气剂，可改善混凝土的孔隙结构，提高混凝土的密实性。
（3）改进结构设计。
结构的选型、布置和构造应有利于减轻环境因素对结构的作用。采用具有防腐保护的钢筋（例如，体外预应力筋，无粘结预应力筋，环氧涂层钢筋等）；加强构造配筋，控制裂缝发展；加大混凝土保护层厚度等。《桥规》（JTGD62－2004）与旧《桥规》相比，构造钢筋用量增多，混凝土保护层加大，构造不合理的地方进行了调整。
（4）采用高强混凝土以提高结构物的耐久性。
高强度混凝土(50MPa以上)的配制特点就是低水灰比，加外加剂，掺用超细活性掺合料，它的研制和应用解决的核心问题之一就是保证耐久性。由于高强混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性能均优于普通混凝土，因此不但适用于高层和大跨度结构物，对于海洋和港口工程，其抗渗和耐腐蚀性能均大大优于普通混凝土。
（5）加强桥面排水和防水层设计，改善桥梁的环境作用条件。
（6）加强结构使用阶段的维护与检测，提高混凝土的耐久性。
4结语
混凝土破坏绝非是某一孤立原因造成的，多是与其他综合不利因素有关。本文通过对影响混凝土结构耐久性主要因素的分析，提出综合提高混凝土结构的各种性能是改善和提高混凝土耐久性的主要措施。从混凝土技术的发展来看，采用高强度混凝土是解决结构耐久性要求的发展趋向。
参考文献
[1]戴文跃，安美华。高性能混凝土发展前景浅析[J].中国建设信息，2006,(11)
[2]王建花。浅谈钢筋砼结构的耐久性[J].淮阴工学院学报，2004,(05)
关键词：住宅建筑；钢筋混凝土结构；耐久性
如今，我国房地产建设开发规模日益扩大，住宅建筑的质量安全越来越受到群众关注，根据《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068-2018）要求，建筑结构在规定的设计使用年限内应具有足够的耐久性能，目前建筑结构设计规范主要根据建筑所处环境类别和安全等级来确定使用年限，通常住宅建筑设计使用年限为50年，作为住宅建筑最主要结构类型钢筋混凝土结构在实践中因设计、施工、使用环节不当，往往容易出现现浇结构渗漏、开裂、混凝土保护层厚度不够等一系列质量问题，从近年各地住宅质量投诉机构受理的投诉来看，涉及住宅工程质量投诉现浇结构开裂和渗漏占比逐年增加，一些住宅建筑现浇结构出现的渗漏、开裂直接影响建筑的适用性甚至危及结构安全性。
1影响住宅建筑结构耐久性因素
2提高住宅建筑结构耐久性措施
3结语
本文分析了住宅工程常见结构钢筋混凝土结构的破坏失效机理，从设计、施工、使用三个方面归纳分析影响住宅建筑结构耐久性因素，并针对各种影响住宅结构耐久性因素的问题进行了简单的分析，提出了提高住宅建筑结构耐久性相关措施和建议。提高住宅建筑结构耐久性，关键在于建设、勘察、设计、施工等单位落实质量主体责任，重点在于明确设计要求、加强过程验收、合理装修使用，未来随着人们对钢筋混凝土结构研究的不断深入以及材料科学的不断发展，通过进一步修订完善相关设计、施工规范，钢筋混凝土结构住宅建筑将更好地为人类服务。
参考文献
[1]姬永生。钢筋混凝土的全寿命过程与预计[M].北京：中国铁道出版社，2011.
[2]GB50068-2018,建筑结构可靠性设计统一标准[S].
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