| （安康市高新区勇华商混有限公司 725000；陕西鑫鹏建材有限公司 724100） 【摘要】随着我国现代化步伐的不断推 进，各行业基础设施的建设方兴未艾，而 作为建筑技术中最为重要的混凝土技术越 来越受到研究人员的重视，混凝土的耐久 性研究可以保证项目的安全性以及可靠性。 本文首先简要的介绍了混凝土研究的背景 以及意义，接着阐述了混凝土耐久性研究 现状，最后分析了今后的研究方向。 【关键词】混凝土；耐久性；可靠性； 研究现状 引言 随着我国经济的不断发展，建筑工程 的可靠性逐渐开始引起人们的重视，对于 工程结构的可靠性来说，耐久性研究是其 中较为重要的部分，工程结构除过可靠性 之外，还涉及安全性以及适用性这两个主 要方面。现如今，对于工程结构适用性以 及安全性来说，其相关技术已是非常熟练， 且设计思路也是相当成熟。然而，由于我 们传统的经验都认为在工程建设阶段使用 最耐久的混凝土材料浇铸成的钢筋混凝土， 正因为采用这样的材料，人们就会果断地 认为这样的混凝土可以完全防止钢筋锈蚀。 因此人们就会严重忽略混凝土结构的耐久 性研究，最终导致工程质量问题严重，造 成重大的事故。随着这种状况的日益显著， 人们开始将混凝土耐久性作为一项非常重 要研究热点。自从上个世纪六十年代，国 内外研究人员在这方面已经做了大量的研 究以及试验，提出众多的研究成果。。 一、有关混凝土结构耐久性的研究现状 1.1 材料对其耐久性影响的研究 混凝土结构的使用材料一般包含混凝 土以及钢筋这两个方面，相应的我们从材 料这一研究层面出发，也同样会分为这两 个方向。一般来说，如果发生如下的现象 则就说明混凝土耐久性很差，即混凝土出 现碳化现象、混凝土冻融、混凝土中出现 的淡水溶蚀、碘集料反应，还有混凝土可 能会遇到一些具有侵蚀性的化学物质损伤 等一系列现象。从材料层面出发，目前我 们对耐久性的研究主要是集中在混凝土的 碳化现象以及冻融现象。 1.1.1 混凝土冻融研究 所谓的冻融是如下定义：当混凝土在 复杂的温度环境下，即相对低温与相对高 温之间循环交替下，慢慢地就会在混凝土 表面出现一系列的物理现象，比如混凝土 的结构将会疏松，其强度将会降低、并且 混凝土表面将会脱落等等现象。在混凝土 冻融破坏研究方面，上个世纪六七十年代， 有关学者通过大量的实验最终提出了渗透 压假设以及静水压假设，这一系列的研究 成果大大的提高了人们对混凝土材料的认 识，并且促进了人们对混凝土冻融的研究 步伐。然而目前研究人员的工作主要集中 在研究混凝土冻融破坏机理、以及如何高 效建立冻融耐久性劣化预测模型、并且还 有专注于如何才能提高混凝土抗冻性措施 的研究等等一系列方向。虽然就目前来说， 研究人员对混凝土冻融机理的认识依然不 够完善，但是他们通过一系列的研究，并 依据以前的相关研究为基础也提出了一些 新的研究成果，比如，低温腐蚀理论、热 弹性应力理论等等。研究人员从混凝土冻 融的机理出发研究如何提高混凝土的抗冻 性能，其主要是通过研究外部环境因素对 其的影响以及混凝土内部结构的组成，然 后提出了一些十分有效的防护措施。比如， 在混凝土的内部结构中渗入引气剂，这样 可以很有效的改善混凝土的内部结构，抵 抗冻融的破坏能力，最终将会提高混凝土 的抗冻性能。 1.1.2 混凝土碳化研究 所谓混凝土碳化是如下定义的：当处 于完全暴露在空气中的混凝土表面在其周 围如果与大量的二氧化碳或者是空气中混 杂的一些酸性气体，就发生一系列非常复 杂的反应，这些气体首先与混凝土表面充 分接触，然后渗透进混凝土内部，经过逐 渐的复杂的化学反应，使得混凝土的收缩 程度加剧，这样的收缩会在混凝土内部产 生越来越强的应拉力，这种应拉力会在混 凝土表面出现大面积的裂纹，并使得混凝 土的一些性能也会发生改变，比如混凝土 的抗渗性能将会降低、以及其抗折和抗拉 强度都会下降。如果这种现象长此以往的 发展下去，碳化反应将会逐渐降低混凝土 中的碱性，我们知道如果混凝土中的碱性 下降到超过一定的值时，就会慢慢打破混 凝土钢筋的纯化膜，这样就会使得钢筋充 分与空气中的氧化气体接触并发生反应， 使钢筋锈蚀，这将直接破坏混凝土与钢筋 之间的粘合能力，导致混凝土与钢筋脱节、 表面开裂，最终表现为此混凝土结构的耐 久性差。所以，加强混凝土结构耐久性问 题的研究是目前混凝土技术最为重要、最 有意义的事情。 在这些年的研究过程中，人们主要把 混凝土碳化研究方向聚焦在如何能够有效 的计算混凝土碳化深度、研究分析影响混 凝土碳化的主要因素、并且通过实验研究 如何可以控制混凝土的碳化现象。我们熟 知，混凝土的碱性程度以及其本身的密实 性是影响混凝土碳化的主要因素，同理影 响这两个因素的也就直接影响了混凝土的 碳化，比如，所使用的水泥的品种以及用量、 水灰比、混凝土的日常养护等等，同样对 于混凝土所处的环境也会直接影响到混凝 土的碳化现象。 1.2 混凝土构件耐久性研究 当混凝土结构材料受到破坏时，其性 能将会发生严重变化，这将直接导致混凝 土结构构件的适用性以及承载力直线下降。 研究人员利用腐蚀后的构件对其力学性能 进行研究分析，试验结果表明，在适当负 荷的作用下，小偏心受压、以及大偏心受 压混凝土构件，如果其钢筋腐蚀严重时其 截面应变将会与平截面应变假设出现误差， 然而腐蚀后的混凝土受弯构件的截面应变 依然满足平面应变假设；除此之外，实验 结果还表明，对于不同的构件而言，钢筋 腐蚀对承载力影响不同，钢筋截面消弱主 要影响受弯构件的承载力，而受压区混凝 土面积又直接影响小偏心受压构件承载力。 同济大学的相关研究专家通过对碳化现象 实验研究发现，当混凝土结构发生碳化时， 虽然其抗压能力将会提高，但是却会出现 一系列不好的后果，比如最为明显的就是 其延性下降，降低了其抗震性能。 二、未来混凝土耐久性研究方向 通过以上对混凝土结构耐久性研究现 状的阐述可以看出，在今后的研究过程中 我们主要可以从下面几个方向进行研究： ①虽然人们已经在单因素对混凝土结 构强度衰减的方向做了很多的研究，但是 仍然没有在多因素影响下做出突破性研究， 所以，以后我们应着重研究如何利用已有 的理论基础研究多因素下钢筋混凝土的强 度衰减模型，最终研究出如何建立构件抗 力衰减模型。 ②通过对相同类型结构的使用寿命进 行统计调查，然后对数据进行分析研究， 最终得出该类型结构的寿命概率统计模型。 ③从材料层面出发，我们要弄清楚混 凝土结构碳化的机理，然后建立相应的数 学模型。目前的一些研究表明，并不是所 有的碳化至钢筋表面才会导致钢筋锈蚀， 所以我们应在碳化方面进一步加强研究。 ④我们要加强混凝土结构评估方法以 及耐久性检测研究，目前我们采用的评估 方法存在较多的缺陷，比如，准确性低、 评估成本高、主观性强、而且效率很低等等。 产生这些问题的原因其主要是因为我们目 前所掌握的耐久性检测技术不够完善，而 且评估方法过于陈旧，不适合实际。所以， 我们今后应该加强在这方面的研究，促进 混凝土技术的发展进步。 三、小结 随着研究人员对混凝土结构耐久性的 重视，大量的研究项目已经开始投入试验， 得出了大量的科研成果，为以后的后续研 究做了坚固的理论基础，但是，虽然已经 出现了很多的研究成果，我们还必须更加 全面的科学的进行研究，争取可以得出最 有效的方案。 参考文献 [1] 邸小坛，周燕. 混凝土碳化规律的 研究[R]. 中国建筑研究院结构所，1994 [2] 刘西拉，苗澎柯. 混凝土结构中的 钢筋混凝土及耐久性计算[J]. 土木工程学 报，1990 [3] 李金玉，曹建国. 水工混凝土耐久 性的研究与应用[M]. 北京：中国电力出版 社，2004 |
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