1.環(huán)境因素決定了混凝土結構的耐久性

　　1.1使用環(huán)境分類。影響混凝土結構耐久性的重要因素是環(huán)境，環(huán)境類別應根據(jù)其對混凝土結構耐久性的影響確定。第一類環(huán)境類別為：室內(nèi)正常環(huán)境。第二a類環(huán)境類別為：室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境。這部分主要是考慮基礎、地下室、人防工程等在浸水情況下的耐久性。第二b類環(huán)境類別為：嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境。第三類環(huán)境類別為：使用除冰鹽的環(huán)境；嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境；濱海室外環(huán)境。這類環(huán)境在空氣中含有大量的氯離子，氯離子有很強的活性，日長月久極易破壞鋼筋表面的鈍化膜而引起鋼筋銹蝕；水位變動的環(huán)境加上嚴寒和寒冷地區(qū)冬季的反復凍融，往往對混凝土造成很大的損傷。第四類環(huán)境類別為：海水環(huán)境。如港口碼頭，燈塔、海島高腳屋等。第五類環(huán)境類別為：受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境。對于自然侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境應根據(jù)水文地質(zhì)勘察報告，確定自然侵蝕物侵蝕性的強弱，采取相應的防護措施，否則極易引起事故。

　　1.2混凝土的基本要求。影響混凝土耐久性的一個重要因素是混凝土本身的質(zhì)量。論文參考。提高密實度而減少混凝土的滲透性可以減緩侵蝕性物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部的速度，而這又與混凝土的強度等級、水灰比等因素有關。論文參考。由于氯離子可引起鋼筋銹蝕，所以根據(jù)不同的環(huán)境類別限制混凝土中氯離子的含量。當混凝土中含有堿活性骨料時，在露天和潮濕的環(huán)境中，堿和骨料內(nèi)的活性顆粒產(chǎn)生堿—骨料反應造成混凝土表面產(chǎn)生裂縫，加速侵蝕性物質(zhì)的破壞作用。

2.耐久性設計的內(nèi)容

    我公司和國內(nèi)各大院校合作研發(fā)的混凝土（結構）耐久性試驗室即ZHS系列多功能氣候模擬試驗室，可在一定范圍內(nèi)模擬自然環(huán)境中的溫度、濕度、日照、淋雨、鹽霧、霜凍、大氣酸雨(CO₂、SO₂氣體)等環(huán)境。該試驗室環(huán)境模擬采用了制冷、加熱、除濕、加濕和紫外線輻射等設備，同時在室內(nèi)布置噴液管、噴氣管，用以噴入鹽霧、酸雨、低濃度的CO₂和SO₂氣體等。

    建成后將為承擔土木工程領域的建筑、橋梁、隧道、碼頭、公路、鐵路和城市軌道交通相關的國家重大基礎科學項目和國家重點（重大）工程項目提供試驗研究平臺。各大院校建成擁有功能全、規(guī)模大、自動化控制的大型步入式人工環(huán)境模擬試驗室，可以完善院校的土木工程結構耐久性研究系統(tǒng)，取得一批國內(nèi)外先進的高水平研究成果，繼續(xù)保持土木工程學科的混凝土結構耐久性研究方向在國內(nèi)的優(yōu)勢學術地位，進一步提升研究水平，提高科技創(chuàng)新能力，加速人才培養(yǎng)，為今后爭取國家重點科研計劃項目和國家省部級重點土木工程科研項目提供科學研究平臺。

3.設計使用年限

　　普通混凝土是以水泥為膠結材料，以天然砂、石為骨料加水拌合，經(jīng)過攪拌澆筑成型，養(yǎng)護凝結硬化形成的固體材料。由于物理、化學作用，施工、環(huán)境因素的影響，混凝土是帶裂縫工作的。

　　當混凝土結構裂縫較大時，侵蝕性物質(zhì)會通過裂縫滲入混凝土內(nèi)部到達鋼筋表面引起銹蝕。鋼筋銹蝕養(yǎng)化后體積膨脹將混凝土保護層漲裂，反過來又加速鋼筋銹蝕，最后導致保護層剝落。鋼筋銹蝕后，鋼筋的有效面積減小，強度降低導致結構承載力下降。另一方面銹蝕鋼筋的抗滑移能力降低，有可能導致結構出現(xiàn)滑移破壞。由此可見隨著時間的推移，混凝土結構可能出現(xiàn)承載力方面的問題，有時甚至會是脆性破壞。這就是混凝土耐久性問題的根源。

　　由于耐久性問題對結構抗力的影響，所以混凝土結構不僅應進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計算，而且還應保證其在相當長的時期內(nèi)滿足設計規(guī)定的功能要求。這個時間區(qū)段稱為“設計使用年限”。

　　4.結語

    目前環(huán)境模擬試驗技術發(fā)展迅速，科技成果不斷涌現(xiàn)，需要掌握環(huán)境模擬技術的發(fā)展動態(tài)和技術水平，根據(jù)土木工程結構環(huán)境試驗的具體要求，研究土木工程結構環(huán)境模擬試驗室關鍵技術。在此基礎上，建設高標準、高水平土木工程結構的環(huán)境模擬試驗室，為各大院校校土木工程科學的快速發(fā)展就顯得尤為必要。因此，利用環(huán)境模擬技術，建設大型多功能自動控制混凝土結構環(huán)境模擬室，可以人工模擬各種大氣環(huán)境、工業(yè)環(huán)境的單一因素或綜合因素作用，開展混凝土環(huán)境試驗及相關理論研究。在實驗室對混凝土材料、結構的基本熱學、力學、收縮、徐變、損傷等特性及其與各種氣候環(huán)境、海洋環(huán)境、腐蝕環(huán)境的定量關系進行全面系統(tǒng)的仿真研究，加強材料與結構的學科交叉。針對小型構件或大型結構仿真模型，真實再現(xiàn)工程實際環(huán)境，進行結構裂縫的開裂機制、開裂應力發(fā)展變化、裂縫形成、結構破壞的全過程跟蹤試驗研究，達到從表觀至本質(zhì)、微觀至宏觀的規(guī)律解析，裂控研究將會有較大的突破。因此研究混凝土環(huán)境模擬試驗室技術是非常必要的，對保證結構的安全性、耐久性有重要意義。

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