结构耐久性的影响因素
浅析混凝土结构耐久性的影响因素及改善措施
２ ０ ８・
工 程 科 技
浅析混凝土结构耐久性 的影 响因素及改 善措施
王 洪 智 ’ 阳 明 辉 王 文 彪 ３ 刘 国 兴 ４
பைடு நூலகம்
（ 、 宁北四达交通技术发展 有限公 司， 宁 沈阳 １０ ０ ２ 辽宁省公路勘 测设计公 司． 宁 沈阳 １００ １辽 辽 １０ ３ 、 辽 １０ ６ ３ 郑州中铁大桥 同创 工程有限公司 ， 、 河南 郑州 ４ ０ ５ ４ 中交远洲交通科技集 团有限公 司广州设计 分院， ５０３ 、 广东 广州 ５ ０ ０ ） １ ５７ 摘 要： 通过对 当前混凝土结构耐久性存在 的问题进行分析， 出了影响混凝土结构 耐久性 的内、 指 外部 不利 因素， 并针 对这 些影响 因 素提 出 了几种 改 善 混凝 土结 构 耐 久 性 的有 效 措 施 。 关键词 ： 混凝 土 结 构 ； 久 性 ； 响 因素 ； 耐 影 改善 措 施 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 混凝 土是 由胶结材料 ， 骨料和水 按一定 比例配制 ， 经搅拌振捣 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 成 型 ， 一 定 条件 下 养 护 而 成 的人 造 石 材 。 凝 土具 有 原 料 丰 富 ， 在 混 价 水腐蚀 、 碳酸腐蚀 、 硫酸盐腐蚀等几类 。淡水 的冲刷 ， 会溶解水泥石 格低廉 ， 工艺简单 ， 生产 抗压强度高等优点 ， 是工程领域 中应用 最广 中的组分 ， 使水 泥石孑 隙增加 ， Ｌ 密实度降低 ， 从而进一步造成对水泥 泛的一种建筑材料。 石 的破 坏 ； 水 中溶 有 一 些 酸 类 时 ， 泥 石 就 受 到 溶 析 出 和化 学溶 当 水 长期 以来 ， 人们受混凝 土是一种耐久性能 良好的建筑材料 这一 解双重作用 ， 腐蚀 明显加速 ； 碳酸在溶析水泥石的同时 ， 破坏混凝土 认 识 的影 响 ， 凝 土 结 构 的耐 久 性 问题 一 度 不 受 重 视 ， 久 性 研 究 内 的碱 环境 ， 低水 泥 水 化 产 物 的 稳定 性 ， 响 水 泥 石 的 致密 度 ； 混 耐 降 影 硫 也相对滞后 。以致许 多混凝土结构还没有达 到预期 的使用寿命 ， 便 酸盐的硫酸根离子深人混凝土 内与水泥组分反应 ， 生成物体积膨胀 在环境作用下过早的失效甚至破坏崩塌 ， 由此带来 了巨大的经济损 开 裂 造成 损 坏 。 失 和不 良 的社 会 影 响 。 ３ ． 混凝 土 的冻 融 破 坏 ．２ ２ 设 计 方 面 ，我 国 １８ ９ ９年 颁 布 的 《 凝 土 结 构 设 计 规 范 》 混 渗入 到混凝土 中的水在低温下会结冰 引起膨胀。将从 内部损伤 （ Ｂ １— ９ 和 １８ Ｇ Ｊ０ ８ ） ９ ５年颁布 的《 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 混凝土的微观结构。经多次冻融循环后 ， 最终将 引起混凝土剥落酥 涵设计规范） ＪＪ２ — ５ 涉及结构耐久性的 内容很少 ， 了一些保 裂而降低混凝土 的强度 ， ） Ｙ０ ３ ８ ） （ 除 降低其耐久性 。 尤其在我国北方寒冷地区， 证结构耐久性的构造措施 的一般规定之外 ， 只对影响混凝 土耐久性 冬季大量使用融雪剂除雪 ， 融雪剂所形成 的盐溶液与冻融 的协同作 的裂缝宽度加 以控制。实践证明 ， 裂缝控制对结构耐久性设计并不 用则 比单纯 的冻融要严酷得多 ， 一般将 盐冻破坏看作是冻融破坏的 起决定性作用 。 值得欣喜 的是 ： 新颁布的《 公路钢筋混凝土及预应力 种 特殊 形 式 ， 即最 严 酷 的 冻 融破 坏 。 混凝土桥涵设 计规范》 】 Ｇ Ｄ ２ ２ ０ ）不仅增加 了耐久性设计 内 （ ６ — ０４ Ｔ ３ ＿ 钢筋 的锈 蚀 ．３ ２ 电 化 学腐 蚀 是 混 凝 土 结 构 中最 常 见 的 影 响 耐 久 性 的 问题 ， 尤其 容， 而且明确提出了公路桥 涵结构应根据所处 的环境条件进行 耐久 性设计的概念 ， 无疑这是结构设计理念上的重大突破 ， 对提高设计 是氯离子腐蚀 。氯离子的侵入会使钢筋表面的钝化膜迅 速破坏 ， 引 质 量具 有 重 大 指 导 意 义 。 起钢筋锈蚀 ， 大量 的铁锈使混凝土体积膨胀 ， 导致混凝土沿保 护层 ２混凝 土耐 久 性 的概 念 发生纵 向裂缝 ， 造成钢筋与混凝土之 间的粘结力破 坏 ， 钢筋截 面面 耐久 性 是 混 凝 土结 构 的重 要 指标 之 一 。 凝 土 耐久 性 是 指 结构 积减少 ， 混 使结构的承载力降低 ， 变形和裂缝增大 。并随着 时问的推 在规定 的使 用年限 内， 在各种环境 条件 作用下， 要额外 的费 用 移 ， 不需 腐蚀会逐渐恶化 ， 最终可能导致结构的完全破坏 。 ３ ． 施 工 因素 影 响 ．４ ２ 加 固处理而保持其安全性 、 正常使用 和可接受外观的一种能力。耐 混凝土材料 本身质量低下 以及 骨料级配不 当都会导致混凝 土 久性主要体现在 ： 抗渗性 、 抗冻性 、 抗裂性 、 侵蚀性 、 抗 抗碳化 。混凝 施 土的耐久性关系到工程结构 的使用寿命 ， 是使用期 内结构保持正常 耐 久 性 能 下 降 ； 工过 程 中工 人 操 作 不 当等 人 为 因 素造 成 的混 凝 土 外部缺陷， 也会使混凝土容易遭到破坏 ； 如果水灰 比控 而 功 能 的能 力 ， 一 正 常 功 能 不 仅 包 括 结 构 的安 全 性 ， 且 更 多 地 体 结构的内 、 这 而 制不 当， 混凝土的密实性就降低 ， 抗渗性就变差 ， 直接影 响混凝土 的 现 在 适 用性 上 。 ３ 混 凝 土 耐 久性 的 影 响 因 素 耐久性 。 影 响 混凝 土结 构 耐 久 性 的 因素 是 很 复 杂 的 ， 括 起 来 主 要 分 为 概 ４ 改善 混 凝 土 结构 耐久 性 的 有效 措 施 针 对 以 上几 种 主 要 的影 响 混 凝 土 结 构 耐 久 性 的 内 、外 不 利 因 内部 因素和外部 因素 ， 然而结构的破坏却 往往 是内部与外部不利因 素 ， 采取 如 下 有 效 措施 来 改 善 混 凝 土 结构 耐 久 性 。 可 素综合作用的结果 。 ４１合理的结构及构造设计 ． ３１内 部 因素 ． ４１ ．． １结构应保证有足够 的混凝土保护层厚度 ３１ ．． 凝 土 的 碱 一骨 料反 应 １混 混凝土保护层可 以阻止外界侵蚀介质 、氧气和水分的渗入 ， 保 碱 一骨料反应一般指水泥中的碱和骨料 中的活性硅发生反应 ， 护作用 的效果与混凝 土的密实度和保护层 的厚度密切相关。 适当加 生成碱 一硅酸盐凝胶 ， 并吸水产生膨胀压力 ， 造成混凝土开裂 。 一 碱 延长混凝土结构使用 骨 料 反 应 引 起 的 混 凝 土 结 构 破 坏 程 度 ， 比其 他 耐 久 性 破 坏 发 展 更 大混凝 土保护层的厚度是提高混凝土耐久性 、
小议影响混凝土结构耐久性的因素及改善措施
摘要 ： 介 绍 了 混凝 土结 构 的耐 久 性 的概 念 ， 从 常见 的 混凝 土 耐 久 称 为碱 骨 料反 应。 碱 骨科 反应 一 旦发 生很 难阻 止 ， 更 不 易 性 破 坏 如 冻 融破 坏 、 渗透破 坏、 碱 骨料反应、 混 凝 土 的碳 化 和 化 学 侵 修 补和 挽 救 ， 被 称 为混 凝 土 的“ 癌症 ” 。从 其 发生 的条件 出 蚀 这五 个 方面 对 混 凝 土 结 构 发 生 耐 久性 失效 的原 因及 影 响 因素 进 行 简单分析和介绍 ， 并 提 出 了提 高 混 凝 土 结 构 耐 久 性 的 措 施 。 关键 词 ： 混 凝 土 结 构 耐 久 性 破 坏 措 施
分， 反应 就会 大 为减 少 乃至 完全停 止。因此 ， 要 防止外 界水 随着建 筑界 施工技 术 的进步和 工 艺流 程 的改进 ，混凝 土 强 度不 断提高。 在 发达 国家 ， ６ ０ ＭＰ ａ～１ ０ Ｏ ＭＰ ａ的高强 混凝土 分渗入 混凝 土 结构 中 以减 轻碱 骨料反应 的危 害。 ２ ． ４ 混凝 土 的碳 化 混凝 土 的碳 化作 用 是指 空 气 中 的 已广泛应 用于建 筑施 工 中。 众多工程 实例表 明 ， 混凝 土强度
混凝 土强 度： 若 混凝 土 的孔 隙 非完 全 吸 水饱 和 ， 冰 冻 过程 产 生 的压 响 混凝 土碳 化程 度 的 因素还 有养 护 方法 和龄 期 ， 度 ， 相 对湿 度 ， Ｃ Ｏ２ 浓度等 等 。 力 促 使 水 分 向 孔 隙处 迁移 ， 从 而 降低 冰 冻膨 胀 应 力 ， 对 混 ２ ． ５ 化学侵 蚀 一 些侵 蚀 性介 质 ， 比如 酸 、 碱、 硫酸 盐 、 凝 土破 坏作 用就 小。④ 混凝 土 自身 强度 ： 在相 同 的冰 冻破 压 力动 水 等 ， 侵 入 混凝 土 ， 可 能会造 成 混凝 土 的化 学腐蚀 。 坏应 力作 用 下 ， 混凝 土强度 越低 ， 冻害程 度 就越 高 。 分 别 为溶 出性侵 蚀 、 溶解 性 侵 蚀 和 ２ ． ２ 混凝 土 渗 透破 坏 混 凝 土结 构 的 渗透 破 坏是 指 气 化 学腐 蚀 主 要有 三 类 ， 膨 胀性侵 蚀 。溶 出性侵 蚀 ： 有 的混凝 土抗 渗性 能差 ， 密 实度 体、 液 体 或 者 离子 等有 害 介质 在 混 凝 土 中渗透 、 扩 散 或 迁 在 一定 压 力 的流 动水 中 ， 水化产物 Ｃ ａ （ ＯＨ） 会 持续 溶 移， 最 终导 致 混凝 土结 构 受到 破 坏。 混凝 土 结构 发 生渗 透 低 ， 并逐 渐 流失 ， 这 会严 重 破坏 水化 硅酸 钙 、 水 化铝 酸钙 的 破坏 后 ，如 补 救不 及 时就 可 能影 响 混凝 土结 构 的耐 久 性。 出， 进 而影 响 混凝 土强 度 的形 成。 溶解 性侵 蚀 ： 酸、 碱 影 响混 凝土 渗 透性 的因素 主要 包括 以下几 点 ： ① 混凝 土 的 稳 定性 ， Ｈ值 低 于 水灰 比会影 响混凝 土 孔 隙的 大小 和数 量 ， 进 而直 接影 响混 侵 蚀 是 溶 解 性侵 蚀 的两 个 特 征 。在 环 境 水 的 Ｐ ． ５的条件 下会 发生 酸侵蚀 ： 水 泥水 化 时会 生成碱 性 物质 ， 凝 土结构 的密 实性。 水 灰 比越 小 ， 混凝 土越 密 实 ， 其抗 渗 性 ６ 因此 混凝 土 中呈碱 性 ，在 碱 浓度 低 于 １ ５ ％ 、温 度达 不 到 越好 ， 反之亦然。② 由于骨料和水泥浆的界面处易产生裂 ０ ℃ 的条件 下 ， 混凝 土 结 构碱 腐 蚀 现 象 不 明显 ， 但 若 是 高 隙和 较 大骨 料下 方 易形 成孔 穴 ，因此在 水灰 比相 同 时 ， 混 ５ 结 构 发生 碱腐 蚀 的作 用就 十分 凝 土骨 料 的最 大粒径 越 大 ， 其抗 渗性 能越 差。⑧ 蒸 汽 养护 浓度 的碱 溶 液 或熔 融状碱 ， 硫酸 盐和 混 凝土 的水 化 产物 产生 化学 的混凝 土 ， 其抗 渗性 较 潮湿 养护 的混凝 土 要差 。④ 水 泥 的 明显 。膨 胀 性侵蚀 ： 反应 ， 使 混凝 土膨 胀 ， 属 典型 的膨 胀性侵 蚀。 品种 、 性 质也 影 响混凝 土 的抗 渗 性 能。 ２ ． ３ 碱 骨料 反应 混凝 土 中 的碱 与混 凝 土 中 的活 性 骨 ３ 提 高 混凝土 耐 久性 的措施 料 发生 反应 ， 生 成膨 胀性 物质 ， 导致 混凝 土 发生 膨胀 破 坏 ， ３ ． １ 提 高 混凝 土 抗 碳 化 能力 碳 化 会 降 低 混 凝 土 碱
机械设计中的机械结构耐久性与寿命
机械设计中的机械结构耐久性与寿命随着科技的进步和人们对机械设备性能要求的提高，机械结构耐久性与寿命成为了机械设计中一个至关重要的考量因素。
在这篇文章中，我们将探讨机械结构耐久性与寿命的相关概念、影响因素以及设计方法，旨在帮助读者更好地理解和应用于机械设计实践中。
一、机械结构耐久性与寿命的概念与定义机械结构耐久性是指机械结构在长期使用和不同工况下的能力，即机械结构在一定条件下能够承受一定的载荷和振动而不发生失效。
而机械结构的寿命则是指机械结构能够经历的使用时间或循环次数，达到预定的安全要求而不出现失效。
二、影响机械结构耐久性与寿命的因素1. 材料选择：不同的材料具有不同的力学性能和耐久性能，因此在机械设计中需要根据具体的使用条件选择合适的材料。
常用的机械结构材料有钢、铝合金、铜等。
2. 结构设计：合理的结构设计能够减少应力集中和振动，提高机械结构的耐久性与寿命。
例如增加圆角和过渡弧度，优化结构刚度和强度分布等。
3. 疲劳强度：疲劳是机械结构失效的主要原因之一，疲劳强度是指材料在多次应力循环下承受疲劳破坏的能力。
通过疲劳试验和估算，可以评估和提高机械结构的耐久性。
4. 工艺制造：工艺制造过程中的缺陷和材料处理不当可能导致机械结构的耐久性降低。
因此，合理的工艺选择和质量控制对机械结构的寿命具有重要影响。
5. 使用环境：不同的使用环境下，机械结构受力和振动情况都会发生变化，因此应根据具体使用环境选择适合的机械结构设计和材料。
三、机械结构耐久性与寿命的设计方法1. 强度计算：通过强度计算可以评估机械结构的受力情况和应力分布，从而检查结构是否满足要求，并进行合理的结构调整。
2. 疲劳分析：通过疲劳试验和疲劳寿命估算，结合统计学方法，可以评估机械结构的疲劳强度和使用寿命，进而优化结构设计。
3. 仿真模拟：利用计算机辅助设计软件进行结构仿真和模拟，可以更准确地预测机械结构的受力情况和寿命，有助于优化设计方案。
4. 实验验证：通过实际试验验证设计方案和材料的可靠性和耐久性，并进行必要的结构调整和改进。
影响土建结构耐久性的因素与提高措施
Ｉ・ ■
影 响土建结构耐久性 的 因素 与提 高措施
孙雪 洪
（ 宏丰 实业集 团有 限公 司 浙江 杭州 ３ １０ ） １４ ４ ［ 摘 要］ 文是作 者 结合 多年 工作经 验及 工程 实例 ， 本 主要 探讨 了影 响土 建结构 耐久 性 的因 素及分 析 了如何 提高 土建 结构 耐久性 的措 施， 以供读 者参 考 。 ［ 关键 词］ 土建 结构 耐 久性 因素 措 施 中图分 类号 ：５２ ． Ｖ５ ＋ ４ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ９９ ４ （００ ２— １２ Ｏ １０ — １Ｘ２ １） ２０ ２ １
混凝 土工 程存 在 的耐久 性 问题 ， 通过 对 混凝土 结构 耐久 性影 响 因素 的分 析， 掌握提高 混凝士 耐久性 的方 法， 结合工程 施工实践， 在工程 施工 中注 意质量 控制环 节 和 措施 ， 以达 到 提高 混 凝土 耐久 性 的 目的 。 １影响 混凝 土结 构耐 久性 的因 素 混凝 土 结构 耐 久性 是指 一 个构 件 、一个 结 构系 统 、一幢 建筑 物 或 一座 构筑物 在一 定时期 内维 持其安 全性 、 适用 性 的能力 。 就是 说， 也 耐久性 能 良好 的结构， 在其使用 期 限内， 当能够承 受所有可 能的荷载 和环境作用 ， 且不会 应 而 发生过 度 的腐 蚀 、损坏或 破坏 。因此可 知， 混凝 土结 构的耐 久性 是 由混 凝土 、 钢 筋材料 本 身特 性和所 处 的使用 环境 两方 面共 同决 定的 。 通过在 施工现场 的多年工 作经验和 对现行规 范的学 习， 总结 了如 下几方 面 影 响混凝 土 结 构 耐久 性 的 因素 。 １ １设 计方面 的 因素 ． 设计 考 虑不 周和 设计 构 造 的不合 理 也会 影 响混凝 土 结构 的 耐久 性 。 （ ） 降缝 、伸缩 缝等 构 造设 计不 合理 ： １沉 （） 件开 孔洞 的洞 口边缘 未配筋 或配 筋不 当 ： ２构 （） 础建 在滨海 盐渍 地区 ： ３基 （ ４）隔热 层 、分 隔层 、防滑 层 设 计 的不 合 理 等 。 １２ 施 工方面 的 因素 ． 有好 的设计 没有 好 的施 工， 同样 不能 保证 建筑 物 的 良好质 量 。施工 质量 对 建 筑物 使 用 寿 命影 响 极 大 。 （） 筋保 护层 的厚度 不够 １钢 钢筋保护层 的厚度 是影响钢筋 锈蚀 的重要 因素， 不少的锈蚀 问题都 是 由于 钢 筋保护 层厚度 不够 引起 的。在施 工中， 时钢筋 保护层 垫块 不够尺 寸， 扎 有 绑 钢 筋外漏 ， 筋 网被踩踏 、冲撞 、固定 不稳及 振捣 的作用 力太大 ， 钢 均可 使保护 层 发生 变化 ， 导致 部分 混凝 土 处钢 筋保 护层 厚度 减 少 。 （） ２ 材料 的使 用不 当 使 用的水泥 品种不 当， 水泥 中含 碱量过 大 ： 使用的骨料含 有碱活性 矿物 ； 外 加剂 使用 不当， 例如 使用含 有氯 离子 的非高 效减水 剂、 使用含 气量 过大 的引气 剂等 。 （） ３ 混凝 土 的密实性 差 混 凝土 的密实 性对 混凝土 结构耐 久性 的影 响是较 大的 。因为 只要 能完全 封 闭有害物 质对钢 筋 的侵害， 就可 以长 期保证 钢筋 不锈蚀 。 是骨 料颗粒 级配 一 较差， 会使混凝 土用水量 增大， 用水量增 大使硬 化 的混凝 土孔 隙增 加， 终造成 最 了混 凝土 的密实性 差 ： 二是 不规 范的施 工， 在施工 中 由于 未严格 按照 设计和 规 范要 求 施工 ， 导致 混凝 土 的密 实 性较 差 。 １ ３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 了现代 发展 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 建 筑物 的使 用 寿命 。 ２提高 混凝 ±耐 久性 的主 要方 法 目前 提 高混凝 土耐 久性 的方法 主要 有 以下几种 ： ２ １掺 入高效 减水 剂 ． 掺入 高效减水剂可 以在保 证混凝土 拌和物 和易性 的同时， 尽可 能降低用水 量， 减少 水灰 比， 高混 凝土 的密实 性， 提 进而提 高混 凝土 的抗渗 、抗 冻性 能， 对 混凝 土 的强 度和 耐 久 性能 有 显著 的 效果 。 ２２ 掺 入高 效活性 矿物掺 料 ． 矿物 掺 合料 主要 包 括矿 渣 、硅灰 、沸 石粉 等 。矿物 掺 合料 加 入到 混凝
浅谈影响混凝土结构耐久性的因素及改进措施
２ 影响混凝土耐久性 的因素
２ ． １ 设 计 因素
（ １ ） 结构的设计形状 、 构造 型式和安全使 用等级 ： 由 于 混
凝 土 结构 的 许 多腐蚀 过程 与 自由 水 的存 在 有 关 ， 自由水 的 排 泄 通 畅 与否 有 直接 影 响 到 结构 和耐 久性 ：混 凝 土 结 构 在 设 计 时要 有 足 够 的 抗 压 、 抗 弯、 抗剪 的能力 ， 尽 量 避 免 在 使 用过 程 中 因荷 栽 而 引起 结 构 裂缝 的 产 生 ．确 保 混 凝 土 结 构 的 使 用 安
缱筑 ・ 能
Ｌ Ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｎ ＷＯ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３ ／ １ ２
浅谈影响混凝土结构耐久性的因素及改进措施
陈世成 （ 广西中 强置业 投资 有限 公司， 广西 贵 港５ ３ ７ １ ０ ０ ）
【 摘 要】 混凝 土的强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标 ， 其 中混凝土耐 久能力是衡量 混凝土结构使用年 限非常重要 的一个指标 ， 不致
因混 凝 土 的 碳化 、 腐 蚀 或 钢 筋 的 锈蚀 而影 响结 构 的 使 用 寿命 。 因 此 ， 通 过 对影 响 混凝 土耐 久 性 的 因 素 进行 探 讨 分 析 ， 提 出改 进 混凝 土 结构 耐 久
性的措施。
【 关键词 】 混凝土结构耐久性 ； 影响因素 ： 改进措施
品种 、 水 泥 生产 日期 、 搅拌用水 、 外 加 剂 和掺 和 料 使 用 直接 对 混凝 土 的 质 量 产 生影 响 。碱 骨 料 反 应 是 混 凝 土 骨 料 中的 一 些 活性 矿 物 质 和 混凝 土 的碱 性 溶 液 发 生化 学作 用 ．使 混 凝 土 内
混凝土结构耐久性影响因素
１ 混凝 土耐久 性 的概 念
使钢筋及连 接 混凝 土耐久性 是指混凝 土结构在 自然环境 、 用环境及材料 学作用下产生变形的能力。 由于混凝 土收缩变形 ， 使 构件产 生约束应力 ； 由于约 束应力 发生 ， 在混 凝 土抗拉 强度低 的 内部 因素 的作用下 ， 在设 计要求 的 目标 使用 期 内， 需要花 费大 不 在条 件最恶 劣的部分 发生裂纹 。如果混凝 土开裂 ， 混凝 量资金加 固处理而保持安全 、 用功能和 外观要求 的能力 。这种 情 况下 ， 使 侵蚀 性液 体 、 害离 子渗透 与扩 散到混 凝土 内 有 能力 主要指其 抵抗物理 和化学侵 蚀 ， 如冻融 、 高温 、 碳化 ， 以及硫 土的渗 透性 提高 ， 对混凝土造成腐蚀 或钢 筋腐蚀 ， 而影 响钢筋 混凝 土结构物 进 酸盐侵蚀等 的能力 。这 种能力 主要 取决 于混凝 土抵抗 腐蚀 性介 部 ， 沉 干燥 、 碳化 、 吸 质侵入 的能力 ； 也取决于硬化后体积 的稳定性 ， 体积稳定性好 ， 无 耐久性 。混凝土 的体积 变化 包括 由于泌水 、 降 、 水化收缩 、 自收缩 、 碳化收缩及润湿膨 裂缝发生 ， 其抵抗腐蚀 性介 质侵入 的性 能高 ； 也取 决于 硬化水 泥 水 等原 因发生的干燥收缩 、 胀 等。特别是碳化还会使混凝 土强度劣化 ，Ｈ值下 降 ， 去保护 ｐ 失 浆 中毛细管空隙率 ， 以及有意无 意引入 的空气量 。
影响混凝土耐久性的重要因素及防冶
影响混凝土耐久性的重要因素及防冶摘要：影响混凝土结构耐久性的内部因素是混凝土与水发生的物理化学作用，混凝土结构的工作环境可分为六种类型，分别是大气环境、土壤环境、海洋环境、化学侵蚀环境、水环境、特殊工作环境。
评价混凝土结构的耐久性需要结合多方面的影响因素进行综合性分析，如结构承载能力、结构性能变化情况等。
关键词：混凝土；耐久性；重要因素1 影响混凝土结构耐久性的因素1.1 内在因素内在因素主要指混凝土或建筑自身的因素。
混凝土材料的耐久性会受到自身特性、建筑结构、施工质量等方面的影响。
例如在混凝土材料的配置方案中，规定的水灰比、水泥品种、数量要求、骨料级配等都会对混凝土结构的耐久性产生较大影响。
如果混凝土结构存在缺陷，渗入内部的侵蚀物质会影响混凝土结构的质量，导致混凝土结构的耐久性降低。
1.2 外在因素（1）环境温度。
环境温度对混凝土的碳化反应影响较大，在环境的相对湿度和二氧化碳浓度相同的情况下，混凝土的碳化速度会随温度升高而加快。
温度降低使混凝土结构的冻融循环速度提升，容易破坏混凝土结构。
在硫酸盐的侵蚀作用下，二氧化硫离子的扩散速度会随着温度升高而加快，同时反应速度也会随之提升，所以温度过高会对水泥热化、硫酸盐侵蚀作用产生影响。
每种碱集料的反应都存在温度限值，在限值内，温度升高，混凝土结构膨胀值增大，如果温度超过限值继续升高，膨胀值反而会降低。
混凝土的渗透性、耐久性都会受到温度的影响。
（2）环境相对湿度。
水浸润混凝土表面后可以增加混凝土结构的渗透性，使混凝土结构内部的空隙水增加。
混凝土孔隙水的饱和度很大程度上受环境相对湿度的影响，如果混凝土结构所处环境相对湿度较大或者气候多雨，混凝土内部孔隙水的饱水度会随之提升，混凝土的碳化速度也会受环境相对湿度的影响而发生变化。
目前很多学者对混凝土碳化和相对湿度的关系进行研究，发现两者为抛物线关系。
研究表明，当相对湿度为65%时，混凝土结构的碳化速度最快。
混凝土构件在氯离子侵蚀条件下空隙水会以吸收、扩散、渗透等方式向内部结构扩散。
混凝土结构设计原理期末考试题(附参考答案)
混凝土结构设计原理期末考试题(附参考答案)一、选择题（每题2分，共20分）1. 混凝土结构的承载能力主要取决于以下哪个因素？A. 混凝土的强度B. 钢筋的强度C. 混凝土与钢筋的粘结强度D. 结构的几何尺寸答案：A2. 在混凝土结构设计中，以下哪种类型的荷载不需要考虑？A. 恒荷载B. 活荷载C. 风荷载D. 地震荷载答案：D3. 以下哪个因素对混凝土结构的耐久性影响最小？A. 混凝土的强度B. 混凝土的渗透性C. 混凝土的抗冻性D. 混凝土的碳化速度答案：A4. 在混凝土结构设计中，以下哪个设计方法不属于极限状态设计法？A. 荷载-抗力设计法B. 极限状态设计法C. 概率极限状态设计法D. 弹性设计法答案：D5. 以下哪个指标用于评价混凝土的耐久性？A. 抗压强度B. 抗拉强度C. 抗渗性D. 碳化深度答案：C二、填空题（每题3分，共30分）1. 混凝土结构设计的基本原则是保证结构的____、____、____和____。
答案：安全性、适用性、可靠性、耐久性2. 在混凝土结构设计中，极限状态分为____和____两大类。
答案：承载能力极限状态、正常使用极限状态3. 混凝土结构的耐久性主要取决于____、____和____。
答案：混凝土的渗透性、混凝土的抗冻性、混凝土的碳化速度4. 混凝土结构设计中的材料强度标准值包括____、____和____。
答案：混凝土的抗压强度标准值、混凝土的抗拉强度标准值、钢筋的强度标准值5. 混凝土结构设计中的荷载组合包括____、____和____。
答案：基本组合、偶然组合、特殊组合三、判断题（每题2分，共20分）1. 混凝土结构的承载能力主要取决于混凝土的强度。
（）答案：正确2. 在混凝土结构设计中，可以不考虑混凝土与钢筋的粘结强度。
（）答案：错误3. 混凝土结构的耐久性主要取决于混凝土的抗冻性能。
（）答案：错误4. 混凝土结构设计中的材料强度标准值是指材料的最小强度值。
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结构耐久性的影响因素
土134 25 孙仕琦
自19世纪20 年代出现了波特兰水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工
程所需要的强度和耐久性，而且原料易得，造价较低，因而迅速广泛应用于建筑
领域。20世纪初，有人发表了水灰比等学说，初步奠定了混凝土强度的理论基
础。以后，相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土，各种混凝土外
加剂也开始使用。60年代以来，广泛应用减水剂，并出现了高效减水剂和相应
的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤
维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料
科学的研究。
尽管混凝土发展迅速，近年来各种各样的研究更是层出不穷，关于混净土结
构耐久性的研究和讨论，也始终都是专家学者们研究的热门课题。然而，从混凝
土应用于建筑工程至今的150年间，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原
因而提前失效，达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构设计的抗力不足
造成的，有的是由于使用荷载的不利变化造成的，但更多的是由于结构的耐久性
不足导致的。特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐
蚀，尤其是钢筋的锈蚀而造成结构的早期损坏，丧失了结构的耐久性能，已成为
实际工程中的重要问题。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚
至造成停工停产的巨大经济损失。耐久性失效是导致混凝土结构在正常使用状态
下失效的最主要原因。
国内外统计资料表明，由于混凝土结构耐久性病害而导致的损失是巨大的，
并且耐久性问题越来越严重。结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。国
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外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性，即设计
阶段对钢筋防护方面节省1美元，那么就意味着：发现钢筋锈蚀时采取措施将追
加维修费5美元；混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元；严重
破坏时采取措施将追加维修费125美元。
因此，钢筋混凝土结构耐久性问题是一个十分重要也是迫切需要加以解决
的问题，通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究，一方面能对已有的建筑结构
物进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测，以选择对其正确的处理方法；另一方
面可对新建项目进行耐久性设计，揭示影响结构寿命的内部与外部因素，从而提
高工程的设计水平和施工质量。因此，它既有服务于服役结构的现实意义，又有
指导待建结构进行耐久性设计的理论意义，同时，对于丰富和发展钢筋混凝土结
构可靠度理论也具有一定的理论价值。
正因为混凝土结构耐久性的问题如此重要，近年来世界各国均越来越重视混
凝土结构的耐久性问题，众多的研究者对混凝土结构耐久性展开了研究，取得了
系列研究成果，而材料层面的成果尤为显著。众所周知，混凝土耐久性的影响因
素有因素两类，即内部因素和外部因素。内部因素有混凝土强度，密实度，水泥
用量，水灰比，氯离子及碱含量，外加剂用量，保护层厚度等等；外部因素则包
括温度，湿度，CO2含量，侵蚀性介质，空气流动性等。
第一类影响因素中，骨料和水泥的研究较为成熟，对混凝土性能的影响规律
性也较强，如在其他材料不变化时，骨料的最大粒径越小，骨料的表面积就越大，
在获得相同和易性的情况下，水灰比就越大，且最大程径越小时，混凝土中的 9
界面体积就越大，界面越多，对混凝土的传输影响就越显著，对其耐久性影响就
越明显；水泥亦有类似现象，如水泥〈这里指纯水泥，不考虑掺合料的影响〉的
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细度增加时，要获得相同的和易性，则应提高水灰比等。
第二类影响因素较为复杂．在实际工况中，多为两种或两种以上的因素耦合，
如结构混凝土通常是在承载工况下服役，不可避免地受碳化、冻融等因素的共同
作用。混凝土的碳化是指混凝土中的氢氧化钙与渗透进混凝土中的二氧化碳和其
它酸性气体发生化学反应的过程。碳化的实质是混凝土的中性化，碱性降低，钢
筋的钝化膜破坏，在水分和其它有害介质侵入的情况下，钢筋就会发生锈蚀。
氯离子的侵蚀则是氯离子从外界环境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯
离子的主要来源，氯离子对混凝土的侵蚀属于化学侵蚀，对结构的危害是多方面
的，但最终表现为钢筋的锈蚀。
至于碱-骨料反应一般指水泥中的碱和骨料中的活性硅发生反应，生成碱-硅
酸盐凝胶，并吸水产生膨胀压力，造成混凝土开裂，且很难加以控制，碱-骨料
反应一旦开始，一般不到两年就会使结构出现开裂。在高寒地区还广泛存在着冻
融循环破坏，渗入混凝土中的水在低温下结冰膨胀，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。
此外，钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素。 钢
筋腐蚀伴有体积膨胀，使混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝，造成钢筋与混凝土之间
的粘结力破坏，钢筋的有效截面积减少，结构构件的承载力降低，变形和裂缝增
大等一系列不良后果，并随时间的推移，腐蚀会逐渐恶化，最终可能导致结构的
完全破坏。值得注意的是，几乎所有侵蚀混凝土和钢筋的作用都需要有水作介质。
混凝土结构开裂后，腐蚀速度将大大加快，耐久性将进一步恶化。在影响混凝土
结构耐久性的诸多因素中，钢筋锈蚀危窑最大，混凝土保护层碳化和开裂是钢筋
锈蚀的前提，水分、氧气的存在是引起钢筋锈蚀的必要条件。
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关于混凝土的研究一定会随着科技的发展而愈加深入，各式新材料和新技术
的不断研发和投入使用也会使得混凝土的耐久性不断的提高，可以预见，未来的
某一天，混凝土的耐久性这个“老大难”问题将不在困扰着建筑行业。