吳金龍（湖北荊門安建混凝土有限公司，工程師）

混凝土是一種由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常用水泥和礦物摻合料作膠凝材料，砂、石作集料，與水和外加劑按一定比例配合，經(jīng)攪拌而得的混凝土拌合物。它廣泛應(yīng)用于土木工程，是為混凝土結(jié)構(gòu)物提供強(qiáng)度的主要材料。從混凝土應(yīng)用于土木工程至今約有150年的歷史，中國的混凝土行業(yè)在20 世紀(jì)70年代開始蓬勃發(fā)展。1978 年，常州建筑工程材料公司因陋就簡，用翻斗車運(yùn)送混凝土，走街竄巷，把廠拌混凝土推向了建筑市場，開創(chuàng)了中國混凝土商品化的先河。隨著混凝土的商品化和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅猛發(fā)展，商品混凝土得到了快速推廣，廣泛應(yīng)用于住宅、道路、橋梁、隧道、港口、機(jī)場等工程?；炷恋男阅苤笜?biāo)不再僅限于強(qiáng)度的要求，更需要滿足超高層、大跨度、高壓抗?jié)B、高溫冷凍等特殊環(huán)境下的長期耐久性能。

混凝土長期耐久性，指的是混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力。我國商品混凝土經(jīng)過40多年的發(fā)展，混凝土材料的性能研究逐步深入，生產(chǎn)技術(shù)及混凝土質(zhì)量都得到了提高，但對混凝土結(jié)構(gòu)的長期耐久性能研究還存在不足。筆者認(rèn)為，首先，混凝土材料的應(yīng)用歷史較短，人類對混凝土的微觀結(jié)構(gòu)、理化反應(yīng)、力學(xué)性能的認(rèn)識還不夠透徹。其次，國內(nèi)外對于混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用壽命不盡相同，無法定義“長期耐久性”的“長期”到底是多長多久，長期耐久性沒有固定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。再次，混凝土長期耐久性能的研究是一個(gè)系統(tǒng)的、長期性的研究課題，需要幾代人、跨學(xué)科的持續(xù)研究和驗(yàn)證。我國住宅設(shè)計(jì)使用壽命一般為50年，橋梁或紀(jì)念性建筑的設(shè)計(jì)使用壽命在100 年左右。如我國的“超級工程”港珠澳大橋的設(shè)計(jì)使用壽命為120年。如何做到在120年后去驗(yàn)證大橋的耐久性能將是個(gè)跨世紀(jì)的難題。

目前，針對混凝土長期耐久性能的檢測都基于“加速模擬實(shí)驗(yàn)”的單項(xiàng)試驗(yàn)推測，忽略了混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中的長期理化反應(yīng)、微觀結(jié)構(gòu)及受力狀態(tài)的變化。其結(jié)論是否能反映混凝土結(jié)構(gòu)在未來的使用環(huán)境中的實(shí)際狀態(tài)，相符度如何？無法確定。筆者認(rèn)為，研究混凝土的長期耐久性能應(yīng)從保持混凝土的各項(xiàng)功能特性不消失、不減弱為出發(fā)點(diǎn)，包括混凝土的力學(xué)性能、抗裂性、抗?jié)B性、耐高溫、抗凍性、抗碳化性能、抗化學(xué)侵蝕等性能長期正常。筆者在從業(yè)十多年的工作中，遇見因混凝土耐久性能差導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的多為以下幾種情況：

（1）混凝土路面未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，出現(xiàn)表面磨損或開裂斷板破壞。這類破壞多因于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗力的不夠，路基施工質(zhì)量差，超載使用所致，與混凝土耐久性能的關(guān)聯(lián)不大。

（2）暴露在空氣中的混凝結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂，并沿開裂處不斷擴(kuò)大的情況，多出現(xiàn)在橋梁類的工程中。橋梁中的墩、柱、梁、板等結(jié)構(gòu)一般不做抹灰，直接暴露于大氣。水泥石中的 Ca(OH)2與大氣中的 CO2經(jīng)過長年的碳化反應(yīng)，由表及里向混凝土內(nèi)部逐漸擴(kuò)散。碳化引起水泥石化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)的變化，從而對混凝土的化學(xué)性能和物理力學(xué)性能產(chǎn)生影響。碳化雖然使混凝土的抗壓強(qiáng)度增長，但是由于混凝土的碳化收縮對核心形成壓力，而表面碳化層產(chǎn)生拉應(yīng)力，會導(dǎo)致微細(xì)裂縫的產(chǎn)生。長年累月，混凝土表面薄弱處出現(xiàn)裂縫。裂縫在荷載的作用下不斷擴(kuò)大延伸，出現(xiàn)混凝土的耐久性破壞。

（3）沿海及鹽堿地區(qū)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)鋼筋銹蝕，發(fā)生早期破壞，如港口、碼頭等建筑。海洋或鹽堿環(huán)境中含有大量的 Cl-，由表向里對混凝土逐漸侵蝕，破壞鋼筋表面的鈍化膜導(dǎo)致鋼筋發(fā)生銹蝕?；蚴褂煤?Cl-的砂石料，混凝土中的 Cl-含量過高。氯離子與水泥的水化產(chǎn)物反應(yīng)生成 CaCl2，會降低混凝土的堿度，導(dǎo)致對鋼筋的保護(hù)能力下降發(fā)生銹蝕?；炷林械匿摻钿P蝕發(fā)生體積膨脹，出現(xiàn)混凝土開裂破壞。這是鋼筋混凝土耐久性破壞的常見情況。

（4）樓板混凝土出現(xiàn)爆裂脫落破壞，常見于房屋建筑工程中。此類建筑的梁、板、墻屬于薄壁結(jié)構(gòu)，混凝土對內(nèi)部的束縛力有限。當(dāng)混凝土中所含的堿（Na2O 和 K2O）與骨料中的活性成份發(fā)生反應(yīng)，生成具有吸水膨脹性的產(chǎn)物，在有水的條件下吸水膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂破壞，即發(fā)生堿—骨料反應(yīng)破壞?；炷猎牧现谢烊胧?、鋼渣等顆粒，由于其水化反應(yīng)很緩慢，水化產(chǎn)物膨脹破壞的潛伏期很長，也是造成混凝土樓板開裂脫落的常見因素。

以上所有混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性破壞，都伴隨混凝土結(jié)構(gòu)開裂的出現(xiàn)，混凝土中緩慢的化學(xué)反應(yīng)、微觀結(jié)構(gòu)變化及所受的荷載情況是影響開裂的因素。阻止不利的化學(xué)反應(yīng)，設(shè)計(jì)合理的微觀結(jié)構(gòu)，有效控制結(jié)構(gòu)的使用荷載，提高混凝土的抗裂性能，是增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的基礎(chǔ)?；炷恋奶蓟?、堿—骨料反應(yīng)、Cl-的侵入及膨脹性的顆粒都會產(chǎn)生不利的化學(xué)反應(yīng)，對混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞。堿—骨料反應(yīng)、Cl-的含量及膨脹性的顆?？梢酝ㄟ^原材料的控制很容易解決，混凝土的碳化及Cl-的侵入是預(yù)防的重點(diǎn)，是關(guān)系混凝土長期耐久性能好壞的關(guān)鍵因素。

筆者認(rèn)為，混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)直接暴露在大氣中，即便存在混凝土保護(hù)層厚度。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以考慮在混凝土表面涂刷隔離劑或抗?jié)B性砂漿保護(hù)層；沿海及鹽堿地區(qū)適當(dāng)增大混凝土中鋼筋的保護(hù)層厚度；混凝土配合比設(shè)計(jì)上，保證足夠的膠材用量，盡量降低水膠比，采用低砂率，提高混凝土表面的密實(shí)度。阻斷 CO2和 Cl-的入侵通道，降低侵入的速度，增加侵入的保護(hù)層厚度是提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的有效方法。同時(shí)，混凝土行業(yè)應(yīng)盡早建立長期耐久性能的研究體系，通過對混凝土結(jié)構(gòu)長期耐久性能的系統(tǒng)檢測，繪制出大氣環(huán)境中的混凝土碳化或 Cl-侵蝕曲線，為混凝土長期耐久性能設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

丁華柱1，陳源偉2，陳偉3（1. 重慶市綦江區(qū)朝野混凝土有限公司，高工；2. 重慶市莊大商品混凝土有限公司，工程師；3. 重慶市綦江區(qū)朝野混凝土有限公司，工程師）

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力?；炷聊途眯詸z驗(yàn)評定的項(xiàng)目可包括抗凍性能、抗水滲透性能、抗硫酸鹽侵蝕性能、抗氯離子滲透性能、抗碳化性能和早期抗裂性能。對于混凝土結(jié)構(gòu)來說，其耐久性失效過程應(yīng)該包括結(jié)構(gòu)的建造、使用和老化的生命全過程，其耐久性能研究也應(yīng)涉及結(jié)構(gòu)生命全過程的每個(gè)環(huán)節(jié)，盡管目前國內(nèi)外關(guān)于混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)、硬化等各個(gè)早齡期環(huán)節(jié)對其后期的耐久性影響規(guī)律的研究有了一定進(jìn)展，但卻比較零碎，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的不足很大程度上與早齡期混凝土性能相關(guān)[1-2]。陳健文[3]在混凝土及原材料方面就耐久性的檢測提出了一些測試方法：無損檢測現(xiàn)場鋼筋的混凝土保護(hù)層實(shí)際厚度；混凝土早期抗裂性測試方法；混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)快速測定方法；氯離子含量測定，對象包括混凝土拌合物、硬化混凝土、砂、外加劑；硫酸根離子含量測定，對象包括硬化混凝土、水、土。

1 混凝土拌合物有關(guān)指標(biāo)的檢測及評價(jià)

1.1 混凝土含氣量與抗凍性的關(guān)系

混凝土抗凍性能在拌合物階段的評價(jià)指標(biāo)主要為拌合物含氣量，按 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》第15章進(jìn)行檢測，有抗凍性要求的摻引氣型外加劑的混凝土含氣量一般為4.5%～7.0%。經(jīng)驗(yàn)表明，在混凝土中摻用引氣型外加劑適量引氣，有利于提高其抗凍性能。

1.2 混凝土拌合物氯離子含量與結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系

混凝土拌合物中水溶性氯離子含量的評價(jià)指標(biāo)按GB 50164—2011《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定執(zhí)行，按JTJ 270—98《水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定的檢測方法進(jìn)行測定，可用氯離子含量快速測定儀進(jìn)行快速測定或其他準(zhǔn)確度更好的方法進(jìn)行測定。由于氯離子的存在，將導(dǎo)致混凝土的鋼筋侵蝕破壞，從而導(dǎo)致整個(gè)鋼筋混凝土的破壞。

1.3 混凝土早期抗裂性與結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系

針對混凝土拌合物階段的早期抗裂性，按 GB/T 50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》第9章的規(guī)定，采用平板試件進(jìn)行評價(jià)。試件澆筑、振實(shí)、抹平后，可結(jié)合工程對象的具體情況選定試件的養(yǎng)護(hù)方法和試驗(yàn)觀察的起始與終結(jié)時(shí)間以及試驗(yàn)過程中的環(huán)境條件（溫度、濕度、風(fēng)速），從而評定混凝土包括塑性收縮、干燥收縮和自收縮影響在內(nèi)的早期開裂傾向。

CCES 01—2004《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》（2005 年修訂版）指出，耐久混凝土的原材料及配合比應(yīng)在正式施工前的混凝土試配工作中，通過混凝土工作性、強(qiáng)度和耐久性指標(biāo)的測定，并通過抗裂性能的對比試驗(yàn)后確定。如無條件進(jìn)行混凝土開裂性能試驗(yàn)，可控制混凝土早期強(qiáng)度，要求 12h 抗壓強(qiáng)度不大于8MPa 或 24h 不大于 12MPa，當(dāng)抗裂要求較高時(shí)，宜分別不高于 6MPa 或10MPa。對目前普遍存在的水泥抗裂性較差的現(xiàn)象，施工過程中混凝土早期開裂值得工程技術(shù)人員試驗(yàn)和探討。

2 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有關(guān)指標(biāo)的檢測及評價(jià)

根據(jù) CECS220:2007《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境、結(jié)構(gòu)的當(dāng)前技術(shù)狀況及耐久性評定所需的參數(shù)進(jìn)行，包括構(gòu)件的幾何參數(shù)、保護(hù)層厚度、混凝土抗壓強(qiáng)度、碳化深度、裂縫及缺陷、混凝土氯離子含量及分布情況、混凝土滲透性、鋼筋銹蝕、凍融損傷、化學(xué)腐蝕等，常見評定參數(shù)有混凝土滲透性、保護(hù)層厚度、混凝土抗壓強(qiáng)度、碳化深度、抗凍性、裂縫及缺陷等。

2.1 混凝土強(qiáng)度指標(biāo)與結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系

多數(shù)混凝土耐久性指標(biāo)與強(qiáng)度指標(biāo)有一定相關(guān)性，有些耐久性試驗(yàn)本身就是用強(qiáng)度指標(biāo)來表達(dá)，試驗(yàn)報(bào)告也需要列出對應(yīng)的強(qiáng)度等級和實(shí)測強(qiáng)度數(shù)據(jù)，因此，對混凝土耐久性而言強(qiáng)度指標(biāo)就很重要。楊錢榮、黃士元等人研究表明，對于同類型混凝土，抗壓強(qiáng)度與滲透系數(shù)存在相關(guān)性，即抗壓強(qiáng)度基本能反映同類型混凝土的抗?jié)B性能。研究還發(fā)現(xiàn)，混凝土的氯離子滲透系數(shù)與水滲透系數(shù)存在相關(guān)性，水滲透系數(shù)越小，其氯離子滲透系數(shù)和氯離子滲透深度越小，即用混凝土的抗?jié)B性指標(biāo)可以反映出混凝土的抗氯離子滲透性能，反之，用氯離子滲透系數(shù)也可以反映混凝土的抗水滲透性能[4]?；炷量顾疂B透性采用測定硬化混凝土在恒定水壓力下的平均滲水高度或通過逐級施加水壓力來測定以抗?jié)B等級表示的混凝土抗水滲透性能。

混凝土抗壓強(qiáng)度可采用非破損或局部破損的方法進(jìn)行檢測，檢測方法有回彈法、鉆芯法等。目前我國混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中，僅以抗壓強(qiáng)度作為混凝土施工期的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是不科學(xué)的，混凝土抗壓強(qiáng)度合格并不能保證結(jié)構(gòu)耐久性指標(biāo)合格[1]。因此，混凝土抗壓強(qiáng)度合格只是結(jié)構(gòu)耐久性檢驗(yàn)評定的前提，結(jié)構(gòu)耐久性問題的關(guān)鍵在于其滲透性。工程實(shí)踐同時(shí)也表明，混凝土抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，抗水滲透性的薄弱環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在裂縫及缺陷，若裂縫或缺陷未作處理或處理不妥，很容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)滲水現(xiàn)象，從而對結(jié)構(gòu)的耐久性能產(chǎn)生不利影響。

2.2 保護(hù)層厚度與結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系

混凝土保護(hù)層指的是結(jié)構(gòu)構(gòu)件中鋼筋（包括縱向鋼筋、箍筋和分布鋼筋）外邊緣至構(gòu)件表面范圍用于保護(hù)鋼筋的混凝土，對后張法預(yù)應(yīng)力筋，為套管或孔道外邊緣至構(gòu)件表面的混凝土。保護(hù)層厚度對提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性起著至關(guān)重要的作用，采用非破損或微破損的方法檢測，可采用混凝土保護(hù)層測定儀進(jìn)行檢測，當(dāng)采用非破損時(shí)，宜用微破損方法校準(zhǔn)?；炷帘Ｗo(hù)層厚度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及有關(guān)驗(yàn)收規(guī)范要求，并非越大越好，若保護(hù)層厚度過大，鋼筋對混凝土的約束作用變小而易產(chǎn)生裂縫。

2.3 混凝土抗碳化性能與結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系

混凝土抗碳化性能以碳化深度表示，影響混凝土碳化性能的宏觀性能因素主要為強(qiáng)度和滲透性，通常來說，混凝土碳化深度越小，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性越好。在混凝土碳化初期，表面混凝土碳化生成的 CaCO3可填充水泥石的孔隙，提高密實(shí)度，對有害介質(zhì)的侵入具有一定的抑制作用；但是繼續(xù)碳化會使 CaCO3變成微溶的化合物 Ca(HCO3)2，溶出后孔隙率增加，從而降低混凝土抵抗化學(xué)侵蝕的能力[6]。

2.4 氯離子含量、碳化與鋼筋銹蝕的關(guān)系

徐亞丁[5]等人研究表明，鋼筋銹蝕是指鋼筋表面保護(hù)膜破壞，在氧、水分存在時(shí)，鋼筋表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕，鋼筋銹蝕后，有效直徑減小，直接危及混凝土結(jié)構(gòu)的安全性；銹蝕生成物的體積膨脹，致使混凝土保護(hù)層順筋開裂，使混凝土品質(zhì)迅速劣化?；炷帘Ｗo(hù)層的碳化是導(dǎo)致鋼筋銹蝕的一個(gè)重要原因，氯離子的存在是導(dǎo)致鋼筋銹蝕的另一個(gè)重要原因。氯離子是一種極強(qiáng)的鋼筋腐蝕因子，有試驗(yàn)結(jié)果顯示，即使在 pH 值為 12.5～13.4 的堿性環(huán)境中，氯離子濃度達(dá)到一定程度（C[Cl-]/C[OH-]＞0.1）仍能破壞鋼筋的鈍化膜，使其發(fā)生銹蝕。此外，氯離子的擴(kuò)散能力強(qiáng)，能夠通過滲透、毛細(xì)吸收、擴(kuò)散、電遷移四種途徑向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散。

抗氯離子滲透試驗(yàn)分快速氯離子遷移系數(shù)法（RCM 法）和電通量法兩種?？焖俾入x子遷移系數(shù)法（RCM 法）適用測定氯離子在混凝土中非穩(wěn)態(tài)遷移的遷移系數(shù)來確定混凝土抗氯離子滲透性能，用混凝土抗氯離子擴(kuò)散系數(shù)測定儀進(jìn)行檢測。電通量法適用測定以通過混凝土試件的電通量為指標(biāo)來確定混凝土抗氯離子滲透性能，不適合摻亞硝酸鹽和鋼纖維等良導(dǎo)電材料的混凝土抗氯離子滲透試驗(yàn)。電通量法對大多數(shù)普通混凝土是適用的，而且與其他電測法有較好的相關(guān)性，但用于表面經(jīng)過處理的混凝土?xí)r（如采用滲入型密封劑處理的混凝土）應(yīng)謹(jǐn)慎分析試驗(yàn)結(jié)果。

2.5 外觀質(zhì)量缺陷與結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系

現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量缺陷有露筋、蜂窩、孔洞、夾渣、疏松、裂縫、連接部位缺陷、外形缺陷及外部缺陷等。裂縫可采用直尺、卷尺測量其長度，采用混凝土裂縫寬度深度檢測儀檢測其寬度、深度，同時(shí)在混凝土兩側(cè)觀察裂縫是否為貫穿性裂縫。裂縫檢測后應(yīng)繪制成圖，圖紙應(yīng)注明裂縫長度、走向、寬度、深度及是否貫穿等，以便采取相應(yīng)處理方案進(jìn)行處理。當(dāng)混凝土出現(xiàn)其他缺陷時(shí)，根據(jù)不同缺陷類型采取相應(yīng)處理方案進(jìn)行處理。外觀質(zhì)量的嚴(yán)重缺陷會影響到結(jié)構(gòu)性能、耐久性，對已經(jīng)出現(xiàn)的嚴(yán)重缺陷，由施工單位提出處理方案，經(jīng)監(jiān)理單位認(rèn)可后進(jìn)行處理，必要時(shí)應(yīng)經(jīng)過設(shè)計(jì)單位認(rèn)可。

2.6 抗硫酸鹽侵蝕與結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系

JGJ/T 193—2009《混凝土耐久性檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50476—2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范指出，抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)一般只有當(dāng)工程環(huán)境中有較強(qiáng)的硫酸鹽侵蝕時(shí)才進(jìn)行該試驗(yàn)。硫酸鹽對混凝土的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕，但鹽類侵入混凝土中也有可能產(chǎn)生鹽結(jié)晶的物理腐蝕。

GB/T 50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)適用測定混凝土試件在干濕交替環(huán)境中，以能夠經(jīng)受的最大干濕循環(huán)次數(shù)來表示的混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能，尤其適用強(qiáng)度等級較高的混凝土抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)?；炷猎诹蛩猁}環(huán)境中，同時(shí)耦合干濕循環(huán)條件的實(shí)際環(huán)境經(jīng)常遇到，硫酸鹽侵蝕在耦合干濕循環(huán)條件對混凝土的損傷程度較大。

2.7 養(yǎng)護(hù)、使用環(huán)境等與結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)系

早期養(yǎng)護(hù)對混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及耐久性相當(dāng)重要，GB/T 50476—2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》給出了保證混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的不同環(huán)境中混凝土的養(yǎng)護(hù)制度要求，利用養(yǎng)護(hù)時(shí)間和養(yǎng)護(hù)結(jié)束時(shí)的混凝土強(qiáng)度來控制現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)過程?，F(xiàn)場混凝土構(gòu)件的施工養(yǎng)護(hù)方法和養(yǎng)護(hù)時(shí)間需要考慮混凝土強(qiáng)度等級、施工環(huán)節(jié)的溫濕度和風(fēng)速、構(gòu)件尺寸、混凝土原材料組成和入模溫度等諸多因素。

董方圓[6]等人研究表明，結(jié)構(gòu)工程在服役周期范圍內(nèi)通常同時(shí)受環(huán)境因素（鹽侵蝕、凍融、碳化、酸雨等其中的一種或多種環(huán)境共同作用）、壓力、疲勞荷載等雙重或多重因素耦合作用的影響，研究單種環(huán)境要素（凍融循環(huán)、氯離子侵蝕或鹽侵蝕等）作用下的耐久性能或損傷度具有一定的理論參考價(jià)值，但與實(shí)際的損傷度相比勢必會存在一定的誤差。相比而言，考慮多因素相互作用建立的損傷模型和壽命預(yù)測模型更加接近結(jié)構(gòu)實(shí)際情況。但由于各種因素作用下混凝土的損傷破壞機(jī)理非常復(fù)雜，所以多因素耦合作用下的混凝土耐久性問題是當(dāng)前混凝土結(jié)構(gòu)研究方面亟待解決的難題，還需要更加深入的試驗(yàn)及理論研究。

綜合有關(guān)規(guī)范及他人研究成果，初步提出不同環(huán)境下混凝土耐久性的評價(jià)指標(biāo)體系：氯鹽環(huán)境下，可選擇快速氯離子遷移系數(shù)（RCM 法）或電通量來評價(jià)混凝土耐久性；碳化環(huán)境下，選用強(qiáng)度和電通量作為混凝土耐久性評價(jià)指標(biāo)，適用粉煤灰摻量≤20% 的混凝土，當(dāng)混凝土強(qiáng)度大于 50MPa 時(shí)，可不考慮碳化對混凝土耐久性的影響；凍融環(huán)境下，混凝土耐久性評價(jià)指標(biāo)選用含氣量和氣泡間隔系數(shù)，鹽凍環(huán)境下增加混凝土的抗氯離子滲透性能指標(biāo)；硫酸鹽環(huán)境下，混凝土耐久性評價(jià)指標(biāo)選用抗硫酸鹽侵蝕性能[7]。提高強(qiáng)度、降低混凝土的滲透性對混凝土耐久性有利，且滲透性對氯離子侵入、碳化、硫酸鹽化學(xué)侵蝕有相關(guān)性，但滲透性與其他一些耐久性如抗凍性、硫酸鹽結(jié)晶破壞、堿集料反應(yīng)等關(guān)系不大。沒有一項(xiàng)綜合指標(biāo)（包括滲透性）可以用于表征混凝土的所有耐久性能[4]。建立雙因素或多因素耦合作用下的結(jié)構(gòu)耐久性損傷模型和壽命預(yù)測模型才能提高結(jié)構(gòu)耐久性評價(jià)模型的可靠度和適用范圍[6]。

3 結(jié)語

（1）混凝土拌合物含氣量、水溶性氯離子含量、早期抗裂性等拌合物階段的檢測項(xiàng)目和方法，可方便快捷、較準(zhǔn)確地反映結(jié)構(gòu)耐久性的真實(shí)度。

（2）對于同類型混凝土，抗壓強(qiáng)度與滲透系數(shù)存在相關(guān)性；滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，混凝土抗水滲透性的薄弱環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在裂縫及缺陷，對裂縫及缺陷等外觀質(zhì)量控制尤為重要。

（3）保護(hù)層厚度、碳化深度、裂縫及缺陷等評價(jià)指標(biāo)與結(jié)構(gòu)耐久性存在相關(guān)性，這些評價(jià)指標(biāo)及相應(yīng)的檢測方法方便快捷，較準(zhǔn)確的反映混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的真實(shí)性。

（4）混凝土強(qiáng)度合格是耐久性檢驗(yàn)評定的前提條件，結(jié)構(gòu)耐久性控制的關(guān)鍵在于其滲透性。僅以強(qiáng)度作為混凝土施工期的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是不科學(xué)的，有必要引入其他檢測指標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)收，以保證結(jié)構(gòu)耐久性符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。

（5）單種環(huán)境要素（凍融循環(huán)、氯離子侵蝕或鹽侵蝕等）作用下的耐久性能或損傷度具有一定的理論參考價(jià)值，與實(shí)際的損傷度相比勢必會存在一定的誤差?？紤]多因素相互作用建立的損傷模型和壽命預(yù)測模型更加接近結(jié)構(gòu)實(shí)際情況。

萬晶1，張植2，肖涵3（1.重慶品合泰建材有限公司，高級工程師；2.南充宏基實(shí)業(yè)有限公司，技術(shù)負(fù)責(zé)人；3.重慶華新鳳凰湖混凝土有限公司，助理工程師）

混凝土耐久性要求是使混凝土結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，滿足其各項(xiàng)功能要求，是建筑工程質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性要求主要跟其所處環(huán)境條件和最大裂縫寬度密不可分；其次，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性跟其原材料的質(zhì)量，有緊密的聯(lián)系；最后，混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)的施工質(zhì)量也是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性要求的可靠保證。

環(huán)境是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的外因，混凝土質(zhì)量是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的內(nèi)因。因此，有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性就必須改善內(nèi)部因素和外部因素的影響。GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范》和 GB/T 50476—2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》根據(jù)混凝土構(gòu)件所處環(huán)境對混凝土的最低強(qiáng)度等級、最大水膠比，混凝土保護(hù)層厚度、最大裂縫寬度，混凝土中最大氯離子含量和最大堿含量等原材料質(zhì)量要求，進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定。

依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境，GB/T 50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》通過試驗(yàn)來檢測混凝土的耐久性能。通過混凝土試件的抗凍融試驗(yàn)、抗水壓滲透試驗(yàn)、碳化試驗(yàn)、混凝土中鋼筋銹蝕試驗(yàn)、堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)等，推定混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土的老化、腐蝕，鋼筋的銹蝕等不利因素對混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的影響。

實(shí)踐證明，只要控制好混凝土原材料和施工的質(zhì)量要求，滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與構(gòu)造，完全可以達(dá)到結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要求。

李海卿（中交第二航務(wù)工程局有限公司，高工）

一般混凝土工程的使用年限約 50～100 年，不少工程在使用 10～20 年后，有的甚至使用9年以后，就需要維修。混凝土材料及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題引起了重視。

混凝土材料的耐久性等級劃分：

（1）混凝土耐久性的等級，如抗凍等級（快凍法）、抗凍強(qiáng)度等級（慢凍法）、抗?jié)B等級、抗硫酸鹽等級。具體如下：抗凍等級（快凍法）分為 F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400、＞F400等幾個(gè)等級；抗凍強(qiáng)度等級（慢凍法）分為 D50、D100、D150、D200、＞ D200 等級；抗?jié)B等級分為P4、P6、P8、P10、P12、＞P12 等幾個(gè)等級；抗硫酸鹽等級分為 KS30、KS60、KS90、KS120、KS150、＞KS150 幾個(gè)等級。這些耐久性指標(biāo)多數(shù)在國內(nèi)已有較長的應(yīng)用歷史并已體現(xiàn)在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中。

（2）測試結(jié)果為數(shù)值，則根據(jù)系統(tǒng)的試驗(yàn)，并參考相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，以測試結(jié)果的限值來進(jìn)行等級的劃分，如抗氯離子滲透性能、抗碳化性能和早期抗裂性能。其中，抗氯離子滲透性能又分為兩種情況：以 84d 齡期的氯離子遷移系數(shù)（RCM 法）的測試結(jié)果來表征；以電通量（28d 或 56d）的測試結(jié)果來表征。并規(guī)定：當(dāng)混凝土中水泥混合材與礦物摻合料之和超過膠凝材料用量的 50% 時(shí)，測試齡期可為 56d。

上述的抗氯離子滲透性能、抗碳化性能和早期抗裂性能均按照試驗(yàn)結(jié)果的限值劃分了五個(gè)等級，分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和來表示。從Ⅰ級到Ⅴ級，表示混凝土的耐久性能越來越高。

檢驗(yàn)中的抽樣方法和檢驗(yàn)頻率，從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上講，標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)鼓勵(lì)更多地抽取樣品，開展多組試驗(yàn)，以獲得最大可能接近真實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。