影响钢筋混凝土
耐久性的因素及改进措施
闫伟
河北省廊坊市第一公路工程处
[内容摘要]通过对钢筋混凝土耐久性现状的介绍和耐久性概念的阐述，从混凝土的碳化、冻融破坏、侵蚀性介质的腐蚀、混凝土碱—集料反应、钢筋锈蚀方面论述了影响混凝土结构耐久性的因素，以及各种因素对混凝土的破坏机理，并针对各种影响因素提出了相应的改进措施。
关键词：钢筋混凝土 耐久性 影响因素
混凝土作为土建工程中用途最广、用量最大的建筑材料之一，在近百年的发展中，其强度不断提高。目前许多发达国家使用50MP甚至100MP以上的高强、超高强混凝土。但是，在追求高强度的同时，混凝土结构的耐久性问题也愈来愈为人们所关注。
1.影响钢筋混凝土耐久性的主要因素及破坏机理
1.1耐久性的概念
混凝土耐久性是指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下，仍能保持原有性能的能力。混凝土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，这一正常功能不仅仅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。混凝土耐久性主要包括以下几方面：
（1）抗渗性：混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。
（2）抗冻性：是指混凝土在饱水状态下，经受多次抵抗冻融循环作用，能保持强度和外观性的能力。
（3）抗侵蚀性：混凝土暴露在有化学物的环境和介质中，有可能遭受化学侵蚀而破坏。
（4）碱—集料反应：某些含有活性组分的骨料与水泥水化析出的和相互作用，对混凝土产生破坏性膨胀，是影响混凝土耐久性最主要的因素之一。
1.2影响耐久性的因素
一般混凝土工程的设计使用年限约为50-100年，实际有不少工程在使用10-20年，有的甚至在使用几年后就需要维修，这就是由于混凝土耐久性低（不足）造成的。影响混凝土耐久性的原因错综复杂，除去社会因素、人为因素外，技术方面的主要因素有以下几点：
（1）碳化。混凝土的碳化又称混凝土的中性化，几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中，是空气中与水泥石中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能发生变化，使用机能下降的一种较复杂的物理化学过程。碳化使混凝土碱性降低从而导致钢筋表面在高碱环境下形成的致密氧化膜遭到破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，给钢筋锈蚀带来不利的影响。
（2）冻融破坏。混凝土是由水泥砂浆和粗骨料组成的毛细孔多孔体。在拌制混凝土时，为了得到必要的和易性，加入的拌和用水总要多于水泥的水化水，这部分多余的水便以游离水的形式滞留于混凝土中形成连通的毛细孔，并占有一定的体积，加上一些水泥水化后形成的胶凝孔。因为水遇冷冻结成冰后会发生体积膨胀，引起混凝土内部结构的破坏。当膨胀压力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。在反复冻融循环后，裂缝会互相贯通，其强度也会逐渐减低直至丧失，使混凝土由表及里遭受破坏。
（3）侵蚀性介质的腐蚀。在酸、碱溶液等作用的环境下，侵蚀性介质对混凝土产生腐蚀，可能导致结构破坏。冬季，为保证交通畅通，养护人员向道路、桥梁等撒盐或盐水，以化雪和放冰，这使得氯离子进入混凝土结构的内部。
（4）混凝土碱—集料反应。
混凝土碱—集料反应被许多专家学者称为混凝土的“癌症”。碱—集料反应是指混凝上集料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应。碱主要来源于水泥熟料、外加剂，集料中活性材料主要是、硅酸盐、碳酸盐等。混凝土碱—集料反应分为三种：碱—硅反应，碱—碳酸盐反应和碱—硅酸盐反应。其中碱—硅反应最为常见。碱—集料反应产生的碱—硅酸盐等凝胶遇水膨胀，将在混凝土内部产生较大的膨胀应力，从而引起混凝土开裂。混凝土集料在混凝土中呈均匀分布，故裂缝首先在混凝土表面无序、大量产生，随后将加速其他因素的破坏作用而使混凝土耐久性迅速降低。混凝土结构一旦发生碱—集料反应出现裂缝后，会加速混凝土的其他破坏，如空气、水、二氧化碳等侵入，会使混凝土碳化和钢筋锈蚀速度加快，而钢筋锈蚀产物铁锈的体积远大于钢筋原来的体积，又会使裂缝扩大；若在寒冷地区，混凝土出现裂缝后又会使冻融破坏加速，这就造成了混凝土工程的综合性破坏。
（5）钢筋锈蚀。混凝土在一种或多种外界作用下，材料的耐久性能会发生衰退，逐渐降低了对其内部钢筋的保护作用。当钢筋外面的混凝土中性化或出现开裂等情况时，钢筋失去了碱性混凝土的保护，钝化膜破坏并开始锈蚀，锈蚀的钢筋不但截面积有所损失，材料的各项性能也会发生衰退，从而影响混凝土构件的承载能力和使用性能。
钢筋锈蚀破坏的特征可归纳为：裂缝沿主筋方向开展延伸；钢筋与混凝土的握裹力下降与丧失；钢筋断面损失；钢筋腐蚀断裂。
2.提高混凝土耐久性措施
如上分析，无论哪一种因素导致混凝土的劣化过程，其共同点是混凝土内有充足的水分和有害物质的侵入。要提高混凝土耐久性，满足耐久性要求，必须降低混凝土的孔隙率，特别是降低毛细管孔隙率，必须有足够的密实性并且不出现有害裂缝，从而能够抵抗水分和侵蚀性介质的渗入。
针对影响混凝土耐久性的因素，采取的措施多种多样，归纳起来主要有：
2.1碳化
碳化对混凝土结构耐久性影响主要是使混凝土碱度降低，进而钢筋脱钝、锈蚀。钢筋外留下足够的混凝土保护层厚度是简单有效的方法；混凝土配合比将影响碳化速度，足够的水泥用量、降低水灰比、采用减水剂都可减缓碳化速度；此外，提高混凝土密实性、增强抗渗性、对混凝土采用覆盖面层等措施可减缓或隔离CO2向混凝土内部渗透，大大提高混凝土抗碳化能力。
2.2混凝土的冻融破坏
冻融破坏在我国北方寒冷地区大量出现。防止冻融破坏的主要措施是降低水灰比、使用引气技术（加引气剂）。但是，由于引入空气微泡会降低混凝土强度，加之市场上引气剂品种繁多，质量参差不齐，故在工程使用时应慎重选用.
2.3侵蚀性介质的腐蚀
在我国侵蚀性介质对混凝土结构危害最严重的应是氯盐的影响，提高混凝土抗氯离子渗透能力的措施是：限制水灰比，保证最低水泥用量以确保碱度，掺入适量优质掺和料（粉煤灰、磨细矿渣、硅灰）等。
2.4混凝土碱—集料反应
混凝土碱集料反应危害很大，而且一旦发生很难修复。随着混凝土强度提高，水泥用量增加，同时水泥生产工艺的改变，混凝土含碱量已在明显提高。由于大量基建项目的兴建，骨料来源减少，劣质骨料可能被采用，施工队伍素质等因素也将提高碱集料反应机率，应采取有效预防措施。当混凝土使用有碱活性反应的骨料时，配合比必须控制混凝土中的总碱含量以保证混凝土的耐久性；粉煤灰能抑制碱集料反应，但是如掺量小于10%，有时反会增加膨胀。外加剂特别是早强剂会带来高含量的碱。我国目前仅外加剂提供的碱量有时竟高于国外限制混凝土总碱量，如复合早强剂（硫酸钠、氧化钠、氧化钙、亚硝酸钠为主要成分）带入混凝土的碱为3.13kg/m3-6.8kg/m3，早强减水剂（硫酸钠、木质素为主要成分）带入混凝土的碱为1.31kg/m3-3.93kg/m3，目前，混凝土施工常因工期要求掺入早强剂等外加剂，为预防碱集料反应，在设计上应对外掺剂的使用提出要求。
2.5钢筋锈蚀
对钢筋锈蚀问题，可以采用的表面保护措施有：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。这种钢筋保护层即使遇有含氯离子、氧等大量混凝土时也能长期保护钢筋使其免遭腐蚀；另外，在混凝土表面涂层也是简便有效的方法，涂料应用耐碱、耐老化和与钢筋表面有附着性的材料；此外，从20世纪六七十年代起，国内外都开始在混凝土拌合物中掺入亚硝酸钠作为预防恶劣条件下钢筋腐蚀的补充措施。
另外，掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需工作性的同时，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,使水泥石结构更为致密，有效地阻断可能形成的渗透通道；提高混凝土强度，增强混凝土自身抵抗环境侵蚀破坏的能力。
3.结语
混凝土结构耐久性现状应引起同行们的高度重视。从设计方面，应进一步明确使用年限，针对影响混凝土结构耐久性的主要因素如碳化、冻融破坏、侵蚀性介质的腐蚀、碱集料反应、钢筋锈蚀等因素，结合工程具体情况，采取具体措施。为保证混凝土结构耐久性，还应对施工提出详细要求。同时，应该大量使用新技术新成果，如高性能混凝土，来改善、提高混凝土的耐久性，延长混凝土工程的使用寿命。
参考文献：
[1] 冯乃谦： 高性能混凝土[M] . 北京:中国建筑工业出版社 ,1996年。
[2]黄国兴：《混凝土的收缩》，中国铁道出版社，1995年。
[3]杨文渊、徐犇合编：《桥梁耐久性》，人民交通出版社，20##年。
[4]彭圣浩：《桥梁工程质量通病防治手册》，中国建筑工业出版社，20##年。
第二篇：模板格式工商管理本科毕业论文电子版格式(1)
工商管理本科毕业生
毕业论文
题 目:
学生姓名： 准考证号： 指导教师：
年 月 日
1
I
（空2行）
目 次 （4号黑体，居中）
1 引言（或绪论）（作为正文第1章，小4号宋体，行距18磅，下同）???? 1 2 ×××××× （正文第2章）???????????????????? Y
2.1 ×××××× （正文第2章第1条） ???????????????? Y
2.2 ×××××× （正文第2章第2条） ???????????????? Y
2.X ×××××× （正文第2章第X条） ???????????????? Y 3 ×××××（正文第3章） ?????????????????? Y ???????????????（略）
X ×××××（正文第X章）????????????????????? Y 结论 ???????????????????????????????? Y 致谢 ???????????????????????????????? Y 参考文献??????????????????????????????Y 附录A ××××（必要时） ?????????????????????? Y 附录B ××××（必要时） ?????????????????????? Y
图1 ×××××（必要时）?????????????????????? Y 图2 ×××××（必要时）?????????????????????? Y
表1 ×××××（必要时）?????????????????????? Y 表2 ×××××（必要时）?????????????????????? Y
注：1. 目次中的内容一般列出“章”、“条”二级标题即可；
2．Y表示具体的阿拉伯数字；
3. 目录前的页码采用罗马数字。列如：I、II??。
II
（可作为正文第1章标题，用3号黑体，加粗，并留出上下间距为：段前0.5 行，段后0.5行，下同）
×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距）×××××××××××××××××××××???
1．1 ××××××（作为正文2级标题，用4号黑体，加粗）
×××××××××（小4号宋体）××××××????
1.1.1 ××××（作为正文3级标题，用小4号黑体，不加粗）
×××××××××（小4号宋体）×××××××××××××××××××××××××××???
2 ×××××××
×××××××××（小4号宋体）×××××××××××××××××××××××××××××××××××???
注：1．正文中表格与插图的字体一律用5号宋体；英文字母用Times New Roman字体；
2．正文各页的格式请以此页为标准复制，页脚中的页码用阿拉伯数字表示；
3．为保证打印效果，学生在打印前，请将全文字体的颜色统一设置成黑色。 1
（空2行）
结 论（3号黑体，居中）
×××××××××（小4号宋体，1.5倍行距）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××????
2
（空2行）
参 考 文 献（小3号黑体，居中）
[1] ×××××××（小4号宋体，行距18磅）×××××
[2] ××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××
[3] ××××××××××××××××××××××
????
期刊类例如：
[a] 华罗庚，王元.论一致分布与近似分析.中国科学，1973（4）：339~357 图书类例如：
[b] 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985，447 外文类例如：
[c] Borko H，Bernier C L．Indexing concepts and methods .New York:Academic Pr,1978
????
注：参考文献中的数字要与角注相对应。
3
（空2行）
致谢（小3号黑体，居中）
4