徐澄
摘 要：普通混凝土在使用中往往需要长时间保持性能，需要面对各种复杂的使用环境，如何能在这些不利的条件下保证其性能不下降，持久受力、稳定工作就显得尤为重要。这其中起决定性作用的就是耐久性。该文从混凝土的耐久性入手，对常见的耐久性问题进行分析，并简要分析了解决措施和改善方法;同时对未来混凝土耐久性改善的方向进行了展望。
关键词：混凝土 耐久性 抗渗性 耐腐蚀性
中图分类号：TU528.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）07（b）-0077-03
On the Durability of Ordinary Concrete
XU Cheng
（Jiangyin Polytechnic College， Wuxi， Jiangsu Province， 214400 China）
Abstract： Ordinary concrete often needs to maintain performance for a long time in use，it needs to face a variety of complex use environments.How to guarantee its performance under these unfavorable conditionsand also keep sustained loading is important.Andthe decisive factor is its durability.This paper starts with the durability of concrete，and have an analysis of some common problems about durability，and the solution and improvement methods are analyzed briefly. At the same time， the paper make a prospect of some improvement of concrete durability.
Key Words： Concrete; Durability; Impermeability; Corrosion resistance
1 混凝土的耐久性及所面臨的常见问题
混凝土是我国建筑行业的主要材料，其特点鲜明，功用明确，主要在结构中作为受压材料，其稳定的性能和持久的服役能力使得它经久不衰，然而近年来混凝土的使用正面临着巨大的考验，由于建筑物不得不面对非常复杂、多变的环境，需要在各种恶劣的情况下使用，这使得它的寿命往往很难达到设计年限，给使用者带来了损失以及安全隐患。所以，如何改善混凝土的使用寿命现在成为了材料学家研究的一个热点。在土木工程中，提高其使用寿命最好的方式无疑就是提高混凝土的耐久性。
1.1 混凝土的耐久性
耐久性对于材料来说是一个复杂且丰富的概念，一方面它需要考虑材料所处的环境，另一方面它需要检测其持续使用的性能。工业上一般把材料能在工作环境中保持工作性能不出现性能损失称为“耐久性”，如汽车发动机长期使用不损伤，家电正常使用多年不用维修等，通俗一点讲可以叫“耐用”。当然，混凝土的“耐久性”也可以理解为混凝土在其服役环境下的不出现大的损伤，从而影响结构的稳定性。现如今混凝土所面对的外部因素越加的复杂，如水、空气、腐蚀物质、受力、温度等，这些因素的存在需要混凝土在自身各方面体现出良好的素质，总结起来有以下一些特性：抗渗性、抗冻性、抗腐蚀、抗碱集料、抗碳化、抗振动。
耐久性的研究一直是混凝土工程学者探索的热点，其重要性不言而喻。对于工程人员而言，混凝土结构在施工和使用的过程中主要要解决两个问题：第一，结构的承载能满足设计要求，这个就要求设计人员从结构设计开始，对结构材料、结构的组成进行统一设计和计算，同时考虑结构完成后承受的各做作用;第二，就是混凝土的耐久性，在满足承载条件的基础上，混凝土能否为长期承受荷载提供稳定性。即结构满足了承载要求，但是需要保证在相当长的一段时间能继续保持这种承载能力而维持结构的安全使用，这个就由混凝土的耐久性来决定了。大量结构在设计时，其使用年限都在50年以上，这就需要耐久性有着非常优异的“表现了”。然而，实际中却有越来越多的“问题”来影响它。
1.2 令人无可奈何的“酸雨”
你的混凝土还好么？每当下雨过后，材料专家和学者不禁要有所担忧。下雨带来了两方面的危害——水的渗透和腐蚀物质的侵入。在经济较为发达的地区，如今的雨水不再像旧时那么“纯洁”，原因是现在的雨水中存在混凝土的“死对头”——酸，如硫酸、硝酸等，这些“不速之客”给混凝土带来了不小的危害，因为混凝土本身是碱性物质，尤其混凝土中最关键的配料水泥，酸雨直接危害碱性的水泥。而其破坏的形式主要有两种，酸雨会混凝土其发生碳化，而对于钢筋而言酸雨则直接腐蚀。其中混凝土的碳化实际上是指原来碱性的混凝土变成“中性”，这种情况对混凝土而言并不会造成太大的性能问题，甚至在不设置钢筋的素混凝土中，这种碳化可以增加表面密度，提高耐久性。然而，现阶段素混凝土一般不作为主要受力构件，所以碳化真正危害的是现在作为主要受力结构的钢筋混凝土，碳化会使得钢筋的保护层遭到破坏，中性化的混凝土不能再为钢筋抵挡酸性及其他腐蚀性物质，钢筋的受腐蚀速度会大大提高。而酸性物质则直接渗透混凝土内部腐蚀钢筋，使其体积膨胀，受拉的能力失去，最终钢筋混凝土结构破坏。而今，硫化物及其他化学气体的排放随处可见，这些气体很快形成酸雨，持续危害混凝土建筑物。对于酸雨的防治并没有非常有效的方法，除了提升施工工艺水平、提高材料的密实程度以外，还有就是设置保护层，但是这些都是治标不治本的方法，这让人觉得无可奈何，却又迫在眉睫。
1.3 冰冻天让工程师怒火起
如果说“酸雨”让人无可奈何，那么温度则使人心中抓狂，不管是低温还是高温对混凝土都不有利。众所周知，低温环境下混凝土的破坏仍然来源于混凝土中的水分，尤其偏北地区，低温的混凝土中的水分出现结冰现象，而结冰之后的水体积增大从而使得混凝土中孔隙增大，使得混凝土的密实度降低，而温度回升后水分融化，再一次低温的时候再次结冰，这就被称之为“冻融破坏”，随着冻融破坏的循环的次数增加，混凝土受到的破坏步步加深，最终混凝土孔隙不断增大，混凝土的性能破坏损失，与此同时对钢筋的保护也逐渐消失，引起更大的损伤。高温同样也不“友善”，如内部温度高而外部温度低的情况则更是如此，这会使得混凝土产生热胀冷缩现象，引起结构的变形，导致混凝土开裂，最终破坏表层混凝土。施工过程中，工程师往往通过设置施工缝来控制温度引起的混凝土破坏问题，然而破坏由小到大不断积累，最终导致混凝土耐久性下降。
1.4 碱集料反应很难治理
尽管混凝土是碱性物质，然而如果碱性过大对混凝土来说也是“灭顶之灾”，它会带来碱集料反应。所谓的碱集料反应是指水泥中的碱性氧化物含量较高时，会与骨料中所含的二氧化硅发生化学反应，并在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后会产生较大的体积膨胀，导致混凝土胀裂现象。这种现象极难治理，因为碱性物质在施工中往往不会特别注意，所以一旦出现碱集料反应，发生破坏往往已是混凝土破坏比较严重时段，加固为时已晚。所以很多专家把碱集料反应称之为混凝土的“绝症”，相关的研究很多，效果不理想，由此带来的混凝土耐久性的下降却显而易见。最简单的方法就是直接控制原料里面碱性物质的含量，但是随着碱性物质的积累，碱集料反应仍然不可避免。
2 提升耐久性任重道远，却也刻不容缓
以上种种显示，混凝土耐久性的提升绝非易事，而混凝土也正面临越来越严重的服役环境，很多领域会出现新的混凝土耐久性问题，如道路上的超载问题、干燥地区的水分不足等，这些因素也在极大地影响着耐久性，如何改善将是一个需要长期努力研究的问题。
2.1 如何提高混凝土的耐久性
提升施工技术水平是核心，从本质上说混凝土的密实程度和孔隙情况决定着混凝土耐久性的好坏，良好的耐久性需要混凝土从施工开始就严密控制。在施工过程中，施工员对施工过程的控制起着关键作用，现如今很多施工员施工技术并不是十分出色，整个施工过程就会出现各种问题，有时甚至需要大量的返工，这个时候对于混凝土的耐久性就非常不利。其次，是对材料的选择，这是关键。混凝土在配制过程中从原料入手，如控制好骨料的集配、水灰比、加水量等等，设计师在设计前有针对性对混凝土提出要求，这样可以使得混凝土从材料源头上对耐久性进行把控。另外，对混凝土成品进行科学管理显得尤为重要，很多混凝土结构在施工结束以后，对其进行的维护并不是十分理想，原因是很多工程需要进行赶工，往往施工中将已经完成的成品直接置放，维护的措施并不多，如已经浇筑好的梁柱等重要结构，这些都会使得最终的结构耐久性大打折扣。因此，在施工过程中，优秀的施工企业对混凝土的养护工作会格外重视。最后，是对混凝土结构的及时监测，通过对投入使用的混凝土结构进行按期监测显得尤为必要，对损伤比较严重混凝土结构，评估其耐久性，做出合理的布置，如加固、加强，或者直接拆除。
2.2 展望
耐久性作为混凝土结构长期正常工作的基本保证对混凝土重要性而言无需赘述，然而随着环境的多变和使用场景多样，其需要改善因素也越来越多。笔者认为未来的混凝土应该从这几个方面入手。
（1）进一步提高混凝土的密实程度，改善孔隙的特征，通过改善密实度提高表面混凝土的耐磨性，从而保护里侧的材料，最终提高耐久性。
（2）研发耐腐性混凝土，从源头上来控制材料的耐腐蚀能力，这将是一个筮待解决的难题。混凝土的耐腐蚀性不但是为了自身的耐腐蚀，更重要的是为了护好钢筋，使其能不轻易被酸及酸性物质锈蚀、氧化等。
（3）制造更精准的检测机器，从而以最快的速度对混凝土耐久性进行诊断，提出整改措施，减少不必要的损失。
参考文献
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