【正文】 。 ◆ 對于暴露在侵蝕性環(huán)境中的結構和構件，宜采用帶肋 環(huán)氧涂層鋼筋 ，預應力鋼筋應有防護措施。 二級： 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件 ；按荷載標準組合計算時，構件受拉邊緣混凝土不應大于混凝土抗拉強度標準值；而按荷載準永久組合計算時，構件受拉邊緣混凝土不宜出現(xiàn)拉應力，有可靠經(jīng)驗時可適當放松； 三級： 允許出現(xiàn)裂縫的構件 ；按荷載標準組合并考慮長期作用影響計算時，構件的最大裂縫寬度應滿足表 116規(guī)定的限值。為保證混凝土結構的耐久性，必須對裂縫進行控制。表 1 15 混凝土中的堿含量限值 （ k g /m3）環(huán)境類別 一般結構 重要結構 特殊結構一 二、三用非活性骨料注： 1 、當混凝土中加入礦渣、粉煤灰等活性摻合料且有可靠根據(jù)時，可放寬堿含量的限值；2 、當沒有活性骨料 時，可不考慮堿含量。 ◆ 若混凝土種氯離子含量過大，則會對鋼筋銹蝕有惡劣影響。 [2] 混凝土的要求 ： ◆ 耐久性的另一個重要方面是 混凝土密實性 ，因為密實性好對延緩混凝土的碳化和鋼筋銹蝕有很大作用。 ◆ 對四、五類環(huán)境種的建筑結構，應按專門規(guī)定考慮。 ◆ T1為混凝土保護層完全碳化所需要的時間， 若不容許鋼筋銹蝕 ，則 T1即為結構壽命 ； ◆ 若允許鋼筋有一定量的銹蝕 ，則可取開始出現(xiàn)沿鋼筋產生縱向裂縫的時間 T1+T2作為結構壽命 ； ◆ 若允許結構承載力開始下降 ， 則可取結構壽命 T1+T2+T3。 徐變是混凝土的一項性質，有些結構甚至是重大結構因徐變過大而發(fā)生破壞，這也可認為是一種耐久性破壞。 但結構經(jīng)過維修，其可靠度將提高。 隨著時間的推移，因荷載的作用、環(huán)境變化引起的材料老化、損傷，結構材料的性能逐漸下降，結構可靠度隨時間逐漸降低，失效概率逐漸增大。 該極限狀態(tài)可為一般混凝土結構采用，因為鋼筋從脫鈍到喪失承載力還有相當長的時間，鋼筋截面損失 1~5%對結構承載力的影響還不是很嚴重。 不允許鋼筋銹蝕的構件和環(huán)境有：預應力混凝土構件；低溫環(huán)境；反復荷載作用；塑性鉸區(qū)；采用鋼絲作主要受力鋼筋的構件；重要的、有紀念性的建筑物。 ◆ 只有當嚴重超出正常維修費允許范圍時，結構的使用壽命才終止。 表 1 1 3 混凝土結構的使用環(huán)境類別環(huán)境類別 說 明一 室內正常環(huán)境；無侵蝕性介質、無高溫高濕影響、不與土壤直接接觸的環(huán)境a 室內潮濕環(huán)境；露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境二b 寒冷及嚴寒地區(qū)的露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境三 使用除冰鹽的環(huán)境；嚴寒寒冷地區(qū)的水位變動區(qū)；濱海地區(qū)室外環(huán)境；四 海洋環(huán)境 （海水潮汐區(qū)；浪濺區(qū)；海水下環(huán)境）五 受人為和自然的化學侵蝕性物質影響的環(huán)境 混凝土結構的耐久性 三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設計 ◆ 混凝土結構的耐久性極限狀態(tài) ，是指經(jīng)過一定使用年限后，結構或結構某一部分達到或超過某種特定狀態(tài)，以致結構不能滿足預定功能的要求。 ◆ 如在惡劣環(huán)境 ，一味增加混凝土保護層是不經(jīng)濟的，效果也不一定好。 ◆ 同一結構在強腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中的使用壽命短。 除增加混凝土的密實度和保護層厚度外，采用 涂面層 、 鋼筋阻銹劑 、 涂層鋼筋 等措施來防止鋼筋的銹蝕。 T0T1T2時間銹蝕量脫鈍縱向開裂破壞面積減小 屈服強度降低 粘結力降低 混凝土結構的耐久性 鋼筋銹蝕引起混凝土結構損傷過程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個別點的“ 坑蝕 ”，繼而逐漸形成“ 環(huán)蝕 ”，同時向裂縫兩邊擴展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。 混凝土結構的耐久性 鋼筋銹蝕引起混凝土結構損傷過程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個別點的“ 坑蝕 ”，繼而逐漸形成“ 環(huán)蝕 ”，同時向裂縫兩邊擴展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。 混凝土結構的耐久性 鋼筋銹蝕引起混凝土結構損傷過程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個別點的“ 坑蝕 ”，繼而逐漸形成“ 環(huán)蝕 ”，同時向裂縫兩邊擴展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。 ◆ 裂縫的出現(xiàn)僅是使裂縫處鋼筋局部脫鈍，使銹蝕過程得以開始，但它對銹蝕速度不起控制作用。 混凝土結構的耐久性 ◆ 但近年來的研究發(fā)現(xiàn)， 銹蝕程度與荷載產生的橫向裂縫寬度無明顯關系 ，在一般大氣環(huán)境下，裂縫寬度即便達到 ，也只是在裂縫處產生銹點。 ◆ 當構件使用環(huán)境很干燥（濕度 40%），或完全處于水中，鋼筋的銹蝕極慢，幾乎不發(fā)生銹蝕。 ◆ 鋼筋銹蝕產生的鐵銹（氫氧化亞鐵 Fe(OH)3），體積比鐵增加2~6倍，保護層被擠裂，使空氣中的水份更易進入，促使銹蝕加快發(fā)展。 混凝土結構的耐久性 ◆ 當混凝土未碳化時 ，由于水泥的高堿性，鋼筋表面形成一層致密的氧化膜，阻止了鋼筋銹蝕電化學過程。所以保證混凝土施工質量對提高混凝土的抗碳化性能十分重要。 混凝土結構的耐久性 [3] 施工養(yǎng)護條件 混凝土攪拌、振搗和養(yǎng)護條件影響混凝土的 密實性 ，因而對碳化有較大影響。 ◆ 水灰比大會使混凝土孔隙中游離水增多 ， 有利于碳化反應 。 ◆ 水灰比 也是影響碳化的主要因素 。 混凝土結構的耐久性 [2] 材料因素 ◆ 水泥是混凝土中最活躍的成分 ， 其品種和用量決定了單位體積中可碳化物質的含量 ， 因而對混凝土碳化有重要影響 。 ◆ 試驗表明，當混凝土周圍介質的 相對濕度為 50%~75%時 ，混凝土碳化速度最快 。當空氣相對濕度大于 80%，碳化反應的附加水份幾乎無法向外擴散，使碳化反應大大降低。 ◆ 空氣濕度 和 溫度 對碳化反應速度有較大影響。 混凝土結構的耐久性 [1] 環(huán)境因素 ◆ 碳化速度主要取決于空氣中的 CO2濃度 和向混凝土中的 擴散速度 。 ◆ 因此， 混凝土的碳化是混凝土結構耐久性的重要問題 。 ◆ 當混凝土保護層被碳化到鋼筋表面時 ，將破壞鋼筋表面的氧化膜，引起鋼筋的銹蝕。 ◆ 但由于大氣中的二氧化碳（ CO2）與混凝土中的堿性物質發(fā)生反應， 使混凝土的 Ph值降低 。在海岸飛濺區(qū)，受到干濕的物理作用，也有利于 Cl和 SO4的滲入，極易造成鋼筋銹蝕。 ⑶海水腐蝕 ：在海港、近海結構中的混凝土構筑物，經(jīng)常收到海水的侵蝕。酸不僅存在于化工企業(yè)，在地下水，特別是沼澤地區(qū)或泥炭地區(qū)廣泛存在碳酸及溶有 CO2的水。 當硫酸鹽的濃度（以 SO2的含量表示）達到 2‰ 時，就會產生嚴重的腐蝕。 混凝土結構的耐久性 侵蝕性介質的腐蝕 ⑴ 硫酸鹽腐蝕 ：硫酸鹽溶液與水泥石中的 氫氧化鈣 及水化鋁酸鈣發(fā)生化學反應，生成石膏和硫鋁酸鈣，產生體積膨脹，使混凝土破壞。 這種堿性物質主要來自于水泥 ， 若水泥中的含堿量 （ Na2O， K2O） 大于 %以上時 ，則會很快析出到水溶液中 ， 遇到活性骨料則會產生反應； ⑵ 骨料中有活性骨料 ， 如蛋白石 、 黑硅石 、 燧石 、 玻璃質火山石 、 安山石等含 SiO2的骨料； ⑶ 水分 。 ◆ 堿集料反應產生的堿 硅酸鹽凝膠 ， 吸水后會產生膨脹 ， 體積可增大 3~4倍 ， 從而混凝土的剝落 、 開裂 、 強度降低 ， 甚至導致破壞 。 ◆ 冬季施工時 ， 應 加強養(yǎng)護 ， 防止早期受凍 ， 并摻入防凍劑等 。 ◆ 反復凍融多次 ， 就會使混凝土的損傷累積達到一定程度而引起結構破壞 。 ◆ 多余的水份 滯留在混凝土毛細孔中 。 混凝