探究混凝土结构的耐久性！

尽管《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）规定：混凝土结构必须具备安全性、适用性与耐久性要求，但是，目前在具体的设计条文中，普遍存在着重强度设计而轻耐久性设计。如混凝土结构裂缝宽度控制等，对结构耐久性设计不起决定性作用，并且这些参数也会随时间而变化。

1.混凝土结构耐久性研究的意义

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，对混凝土结构耐久性研究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，也对丰富和发展混凝土结构可靠度理论具有一定的理论价值。

2.混凝土结构耐久性研究的历史

（1）研究的历史沿革。1824 年波特兰水泥的发明，混凝土结构耐久性问题随之产生。19 世纪40 年代法国工程师维卡著《水硬性组分遭受海水腐蚀的化学原因及其防护方法的研究》，1880～1890 年，第一批钢筋混凝土构件问世并首次应用于工业建筑物，人们开始研究钢筋混凝土耐久性问题。1951 年B.M.莫斯克文著 《混凝土的腐蚀》和 《混凝土和钢筋混凝土的腐蚀及其防护方法》，1960 年成立“混凝土中钢筋腐蚀”技术委员会 （12—CRC）。1961 年和1969 年召开了国际混凝土耐久性学术会议。1970 年在布拉格召开第六届、第七届国际水泥化学会议，1978～1993 年连续6 次召开建筑材料与构件的耐久性国际学术会议。

（2）国际耐久性设计规范的发展。1989 年日本土木学会混凝土委员会制定了 《混凝土结构物耐久性设计准则（试行）》，1991 年美国ACI437 委员会提出“已有混凝土房屋抗力评估”最新报告，提出检测实验详细方法和步骤，1992 年欧洲混凝土委员会颁布 《耐久性混凝土结构设计指南》。

（3）我国耐久性设计研究的发展。1982、1983 年中国土木工程学会连续召开两次全国耐久性学术会议，1991 年12 月在天津成立全国混凝土耐久性学组，1994 年国家科委开展 “重大土木与水利工程安全性与耐久性的基础研究”。

3.混凝土结构耐久性的概念

（1）混凝土结构耐久性的定义。是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，保持其自身工作能力的性能。

全面地考虑材料质量，施工工序和结构构造使结构在一定的环境中正常工作，在要求的期限内不要求维修^[4]。

（2）混凝土结构所处的环境。

1）一般大气环境：民用混凝土结构所处的环境状态。

2）海洋环境。(www.xing528.com)

3）土壤环境。

4）工业环境。

1994 年 《土木工程学报》发表的李田、刘西拉著 《混凝土结构的耐久性设计》一文中提出一种与我国现行规范相协调的混凝土结构耐久性设计方法，这种方法并未增加更多的设计工作量，但使设计工程人员能马上产生耐久性设计的概念，设计公式为：

式中 S——荷载效应；

η——耐久性设计系数，关于η的具体取值还需大量研究；

R——结构抗力。

4.服役结构的耐久性评估

（1）传统经验法：依赖有经验的技术人员对结构作出评价和处理。

优点：程序少，费用低。

缺点：鉴定结果因人而异。

（2）可靠度评价法：将可靠度引入土木建筑工程，探索运用可靠度来评价结构的耐久性。

（3）层次分析法：是美国宾州大学教授T.L.Satty于20 世纪70 年代初提出的。分析步骤可简单概括为：构造因素分析图、权重分配与权系数的合成，在确定权重分配时，运用不确定性数学方法如模糊数学、灰色理论来软处理边界是比较合理的，结果也较为可信。