混凝土结构耐久性研究综述

目录摘要1引言1第1章混凝土结构耐久性研究的内容与现状11.1材料层面研究的内容与现状11.1.1有关混凝土碳化方面的研究21.1.2有关氯离子在混凝土内部传输方面的研究21.1.3有关钢筋锈蚀方面的研究21.1.4有关混凝土冻融方面的研究31.2构件层面研究的内容与现状31.2.1有关混凝土构件的锈胀开裂的研究31.2.2有关锈蚀钢筋与混凝土之间粘结特性的研究41.2.3有关构件的承载力变化的研究41.3结构层面研究的内容与现状41.3.1有关拟建耐久性设计的研究41.3.2有关现役结构耐久性评估的研究4第2章混凝土结构耐久性的影响因素52.1碳化52.2钢筋锈蚀52.3冻融破坏62.4碱集料反应72.5化学侵蚀72.6磨损作用7第3章改进混凝土结构耐久性的方法83.1提升抗碳化能力83.2预防钢筋锈蚀83.3减轻碱集料反应93.4加强抗冻性能93.5防止化学物质侵蚀103.6结构的日常维护10第4章混凝土结构耐久性研究方向104.1从材料层面上继续深入的耐久性研究114.2结合实际工程建立耐久性预测或衰减的多因素模型114.3结构耐久性设计方法相关的研究114.4结构耐久性检测同评估方法的研究11结语11参考文献13-13-摘要：混凝土是在当代工程中，使用量最广泛的建筑建造原料，而应用至今，有关结构耐久性的问题亦逐渐凸显。是以对混凝土结构耐久性进行研究并作综述，本文对于耐久性研究内容与现状、影响因素、改进耐久性的方法及其往后的研究方向这四方面进行了阐述。以此为我国混凝土结构耐久性设计同建设提供参照。关键词：混凝土结构耐久性引言混凝土不仅是当代工程施工应用最多的，亦是极为重要的设计原料，但是沿用至今，很多的混凝土结构却因为许多原因导致其提前失去效用，从而未能达到它的预定的服役年限[1]。而在这当中，一些是由于使用荷载不利引发的，一些是因结构的设计中抗力缺乏造成的，但是，更多的原因是由于混凝土结构自身耐久性的不足，而致使混凝土结构失去效用。混凝土结构耐久性失效最主要的原因之一便是混凝土结构在平常使用时缺失其原有功效。其结构耐久性是指：在设计的使用年限以内，并且在日常的维护与管理下，必需保持其正常使用，而不必大修大改进行维护修复[2]。也就是在平常的设计与施工、应用和维护等条件下，及在规划的使用时间内，就算构件机能会随时间的流逝从而逐渐破损或劣质，但其结构仍旧可以满足预定功能。在如今的工程结构设计中，重强度轻耐久性的现象时常存在，不仅是环境中影响因素，不合格的工程施工亦是影响结构耐久性的原因之一。资料显示，由于混凝土结构耐久性失去其效用，造成经济损失是巨大的，且随着环境变迁和对于耐久性功能的要求的提高，问题也会变得越来越突出，是一个急待解决的问题。是以，加大混凝土结构耐久性研究力度，提升设计质量，克服其影响因素，延长结构使用寿命，对于现阶段的研究是尤为重要的。第1章混凝土结构耐久性研究的内容与现状研究大抵可分成材料、构件与结构三个层面。1.1材料层面研究的内容与现状在材料学层面上的研究包含钢筋与混凝土两个方面。对于钢筋，目前研究的大多是钢筋锈蚀；而对于混凝土，其耐久性能劣化的主要表现形式有混凝土碳化、冻融、受到化学物质的侵蚀与碱集料反应等[3]。而在材料学科领域，目前对结构耐久性研究较多的则是混凝土碳化、氯离子在混凝土内部的传输、冻融以及钢筋锈蚀。1.1.1有关混凝土碳化方面的研究混凝土的碳化会使其内部收缩变形加剧，在其表面生成拉应力，出现微裂，导致抗拉、抗折强度以及抗渗性能下降。而且，碳化会使混凝土的PH值降低，当降至一定程度时就会导致混凝土内部的钢筋钝化膜遭到破坏，钢筋被锈蚀，钢筋锈蚀又会致使保护层开裂、钢混间粘结力被损坏、结构耐久性下降等不良结果。是以，对混凝土碳化研究尤为重要。经国内外学者大量实验，得出了一个得到广泛认可的碳化深度计算公式:D=kt1/2（D—混凝土碳化的进深(毫米)，t一碳化年限，k一碳化系数）[4]当前关于碳化机理、影响、深度预测模型等方面都有比较多的研究，并得出了受到普遍认可的模型，不过对碳化后其构件力学机制，及其本构关系等尚有待继续深入的研讨。1.1.2有关氯离子在混凝土内部传输方面的研究氯离子在混凝土内部的传输形式为扩散传播。对于并未开裂、水灰比也较为适中的混凝土，实验检测成果显示：氯离子浓度扩散可当成是一线性分散的过程，用菲克第二定律能很好地将氯离子的扩散浓度与系数同时间相联系，并且能够更为直接地体现出其结构耐久性[4]。目前，菲克第二定律已是预测氯离子在混凝土内部扩散情况的经典理论，其计算模型可表示为：δC/δt=D·δ2C/δ2x（t—年限，x—深度(厘米)，C—处于深度x位置上的氯离子浓度，D—氯离子在混凝土内部的扩散系数。）[5]目前，国内外学者们所提出的各种有关氯离子扩散的模型，主要是对菲克第二定律进行补充或修正，虽然目前已有许多案例模型及计算公式，但其中仍没有统一的、能够对氯离子渗透模型进行定性描述的。所以，此方面的研究还有待继续的深入研究。1.1.3有关钢筋锈蚀方面的研究钢筋锈蚀是种电化学反应。一般情况下，在混凝土内部的孔隙中，有氢氧化钙过饱和溶液存在，使其有强碱性（PH值≥12）。在这样的环境中，在混凝土与钢筋之间，会有钝化膜形成，从而对起到保护钢筋的作用。但是因为混凝土的碳化或氯离子在钢筋表面达到一定程度时，钝化膜会受到损坏，引起钢筋锈蚀。尔后，因锈蚀产物体积胀大，四周混凝土因而生出压应力，混凝土边会出现顺筋裂缝，以致保护层脱落，而保护层脱落同裂痕又会引发钢筋的进一步锈蚀。锈蚀后钢混间粘结力受到损坏，钢筋截面积减小，钢筋脆化，最后破坏混凝土结构。以下是有关钢筋锈蚀的基本过程（共4个）:1）阳极:Fe→Fe2++2e-；2）电子通过钢筋，从阳极区域向阴极区域传输；3）阴极:O2+2水+4e-→4OH-；4）腐蚀产物的生成。目前，关于影响钢筋锈蚀的因素、锈蚀速率、锈蚀后力学机能变化同锈蚀的检测与防护等固然有较多研究，不过尚未建立公认的相关钢筋锈蚀量估算模型。1.1.4有关混凝土冻融方面的研究冻融破坏，是指材料在冷热温度交替及循环作用下，使其从表层发生脱落、组织构造松散、强度硬度下降，直至遭受损坏的现象。从上世纪的30年代至70年代，关于冻融破坏机理的假说不断被提出。这些假说不仅很大程度的引导了对于混凝土材料的研究，而且对改进其抗冻性能也尤为重要。目前，关于混凝土冻融破坏的研究内容有：关于破坏机理更为深入的探讨、改进方法同劣化预测模型等。至今，学者们对于有关冻融破坏机理的认知仍不完全相同，尚无公认的、能够完全反映出混凝士冻害的理论或机理。所以，对于混凝土冻融的相关研究还有待继续深入。1.2构件层面研究的内容与现状构件层面的研究是其研究的基础和前提。研究内容为结构的锈胀开裂、锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结特性同构件承载力的变化[6]。1.2.1有关混凝土构件的锈胀开裂的研究钢筋锈蚀会致使混凝土保护层开裂，是一个比较复杂的进程。目前，对混凝土结构锈胀开裂的研究还主要集中于计算锈蚀开裂的临界锈蚀率。如:1）繁永森先生运用理论效仿的办法，提出了确定在混凝土开裂时计算钢筋锈蚀量的方式[7]；2）淡丹辉博士依照断裂力学虚造裂缝模型的非线性有限元研析办法，对服役的钢混构件锈蚀开裂行为全过程进行了分析，得出了有关于钢混构件在开裂时钢筋锈蚀量的计算式[8]；3）潘振华等人运用电化学快速锈蚀的方法，依据混凝土的强度、保护层厚度、钢筋直径推出了在认定开裂时有关锈蚀率的计算式等[9]。1.2.2有关锈蚀钢筋与混凝土之间粘结特性的研究钢筋同混凝土一齐作用的根本，有赖于它们间强大的粘结力，使得应力能在钢混间可传递，令其协调变形。因此锈蚀后的粘结性能退化是联系到钢混结构间可否维持原本作用的重要问题。如今的研究有：锈蚀程度对粘结能力的影响、锈蚀钢筋与混凝土间粘结力评估等。1.2.3有关构件的承载力变化的研究关于钢筋锈蚀以后混凝土构件承载力变化的研析，是将科研成果在现实工程运用尤为关键的一步。试验研究显示，受腐蚀的钢混构件承载力变化的相干因素包含：构件截面尺寸、材料强度同钢混间的粘结性能。构件层面上的研究是一个尤其重要、承前启后的环节。而此研究阶段，实则是连接材料层面的耐久性研究与结构层面的耐久性研究的“接口”，其本身的研究还应继续深入展开。1.3结构层面研究的内容与现状对混凝土结构耐久性的研究，其目标是要解决如下两问题：拟建耐久性的设计问题与现役耐久性的评估问题[10]。1.3.1有关拟建耐久性设计的研究对拟建混凝土结构耐久性研究设计，从而提升结构安全性与耐久性，已是全球关注的重要课题。当前，我国关于耐久性设计大致有两种研究理论：其一是在进行耐久性设计之前，起初要对结构所处的工作环境进行归类，继而确认结构设计使用寿命，之后再利用极限状态的方法对耐久性的极限状态进行检验和计算。针对这一部分的研究是比较多的，但是根据这种理论所采用的计算方法，与现今标准所使用的以近似概率作为依据的设计方法是不一致的。而其二则认为，耐久性设计应包含两部分：即计算及验算同构造要求。以此为前提，李田、刘西拉等学者们得出如下计算式：S≤ηR（S—荷载效应R—结构抗力η—耐久性设计系数）[11]由于区域不同，统计抗力变化规律很困难，即便是在同一区域，又因不尽相同的环境条件，其变化规律也会有所差异。是以，有关于耐久性设计系数的计算尚不易实现，还需更深入的研究分析。1.3.2有关现役结构耐久性评估的研究可对现役的混凝土结构进行耐久性评估迄今都是研究人士非常有兴趣的问题，也是直至今日国际上还未能解决的重大问题。对于混凝土耐久性评估，其意义是评估其结构当前工作机能与状态可否满足设计要求，与对其日后耐久性变化状况进行预估。虽然学者们在现役耐久性评定同耐久寿命预计两方面研究都有不少的进展，然而因实际工程中问题的复杂程度，并且此方面工作尚处在起步阶段，对结构耐久性的评估时会碰见大批的、随机的、不清晰的与不完善的信息，而且一些信息是定性的，难以使其定量化。是以迄今为止，还未有理想的、公认的结构耐久性评估方式。在实际工程的结构建设中，仍是以经验判断作为基础。所以，这一领域的分析与研究还有待深入。第2章混凝土结构耐久性的影响因素一般情况下，混凝土工程使用年限是50至100年，但是实际中，有些只能使用10至20年，有些甚至在几年后即需维护修葺，这些都是因耐久性不足导致的。而影响混凝土耐久性的原因复杂交错，对其主要影响因素有如下几点。2.1碳化混凝土碳化，是其结构耐久性的主要影响因素之一。混凝土的碳化又被称作是混凝土的中性化，是大气成分中的二氧化碳经过孔隙结构，由表及里地向内部扩散，在有水分子时，消耗水泥的水化产物(氢氧化钙)生成碳酸钙的过程，使其成份、结构与性质产生变化，令其使用功能降低，是种冗杂的理化过程[12]。碳化对于结构并没有损坏作用，其危害为降低混凝土碱性，从而致使钢筋表层在高碱度时形成的钝化膜被破坏，令其失去对保护钢筋的作用，最终还可能造成钢筋的锈蚀。同时，混凝土碳化还会令其收缩加速，这些都有可能会导致其开裂与结构破坏[13]。而混凝土的碳化速率决定于其结构保护层薄厚度、抗渗性能、其内部气体含量、空气湿度及二氧化碳浓度等。当环境湿度在50％左右时，碳化最为快速，而混凝土本身的抗渗透性也对其碳化的速度起着决定性的作用。2.2钢筋锈蚀钢筋锈蚀作用是对混凝土结构造成破坏的危害最大的因素。因处在碱性较高的环境中，在钢筋表面会形成致密而稳定的钝化膜，令钢筋避免遭到腐蚀，而钝化膜一经破坏，且在有氧气与水分时钢筋就会遭锈蚀，而后生成铁锈。若混凝土碳化程度严重，降低钢筋表面酸碱值，使得钝化膜被破坏，则钢筋将会失去保护作用，从而遭到锈蚀；若在配制混凝土时，掺入氯盐、外加剂等，则会令混凝土本身具备腐蚀性，使得钝化膜于很不稳定的状态，此时钢筋一样会被腐蚀生锈。钢筋锈蚀亦是种电化学锈蚀，氯离子沿着孔隙到达到钢筋的表面，浓度集聚到临界值时，就会同孔隙电解质内游离出的二价铁离子反应，产生铁锈。由于钢筋的锈蚀，会减少其受力面积，强度也会随着降低，而且生成的氧化物会粘附在钢筋表面上，会降低钢混结构间的胶结作用。并且，锈蚀产物的堆聚还会对四周包裹的结构产生径向锈胀力，当锈胀力增大至一定程度时，会致使混凝土结构产生顺筋裂缝，慢慢削弱使结构间的相互作用，裂缝进一步的展开从而导致保护层剥落，使构造承载力持续降低，而后令混凝土结构遭到损坏[14]。此外，混凝土不够密实也是造成钢筋锈蚀的原因之一，因氧同水分造成钢筋锈蚀的必要因子，密实不够产生的裂缝使氧与水分更易渗入，而二氧化碳及其他侵蚀介质也会经过裂缝到达钢筋表面，导致钢筋脱钝。2.3冻融破坏除碳化与钢筋锈蚀外，混凝土结构冻融破坏亦为影响其耐久性的重要因素之一。冻融破坏是由于在混凝土中的水冻结成冰后造成其体积胀大，在混凝土内生出应力，在反复的作用下，其内应力超出混凝土抵抗强度，最终导致混凝土被损坏。经过反复的冻融循环后，这些由于膨胀不均而造成的损伤日月积累,最终会破坏混凝土内部组织的,而使结构抗力被削弱[15]。混凝土是水泥砂浆同粗骨料组合而成的有着大量毛细孔的多孔体。在拌制混凝土时，为了得到需要的和易性，掺入的拌合水量总是要多于水泥中水化水量，这部分水便以游离水形态留存在混凝土内部构成彼此连通的毛细孔，并占有一定的体积，这也就是致使混凝土受冻害的主要原因，由于水遇冷冻结成冰会使其体积发生膨胀，造成混凝土结构损坏[16]。当混凝土处在饱水状况且结构处在冰点之下时，其孔隙内的水将会结冰，致使体积膨胀并形成压力，同时，因胶凝孔内的水处于过冷状态，就使得胶凝孔当中的水向毛细孔内部冰介面处渗漏，是以，在毛细孔内就会产生渗透压。因此当混凝土处在饱水状况时，受到冻融后其毛细孔壁会同时受到膨胀同渗透两种压力，当压力累积至一定程度时，就会令混凝土被损坏。在发生冻融破坏时，最明显的特点便是其表面脱落，严重时甚至会裸露出石头子。因而可知，混凝土抗冻性与其内孔隙结构、封闭气泡含量等都是紧密相关的：孔隙越少越小，损坏就越小，气泡越多，抗冻性就越好；反之，则破坏作用越大，封闭的气泡越少，而混凝土的抗冻性就越差[17]。此外，影响其抗冻性的因素还有饱和度、水灰比、龄期及集料孔隙率等。2.4碱集料反应混凝土碱集料反应是也是影响混凝土结构耐久性的原因之一。是指混凝土内部的碱同集料中活性组分间反应，因此造成混凝土的破坏性胀裂。碱集料反应会造成混凝土的开裂，通常会在其表面形成网状裂缝，并于开裂处渗透出乳白色胶凝物质，且裂缝的宽度越宽，则其深度就越深，总长度也就越长，当混凝土结构开始发生碱集料反应，一般情况下，不到两年便会使结构出现显明的开裂，而且，碱集料反应一旦发生，就较难以控制[18]。并且，碱集料反应所引起的结构损坏程度及发展速度，比其他对耐久性的损坏更快速、更严重。该反应与其他混凝土危害不尽相同，其引发的开裂性损坏是整体性的，而且由于反应因素都来自混凝土内，使得其对混凝土的破坏是不可根治的[19]，对于混凝土工程施工是一重大隐患。混凝土结构一旦有碱集料反应发生并形成裂缝后，即会加快其他方面的损害，如二氧化碳、水等物质的侵入，会加速碳化与钢筋锈蚀，而锈蚀产物铁锈体积远远大于其原体积，又会导致裂缝面积增大；处于寒冷地区时，混凝土有裂缝后又会致使冻融破坏加快，是以便会导致混凝土结构工程的综合破坏[20]。2.5化学侵蚀化学物质侵蚀会使混凝土性质发生改变，令其强度下降。侵蚀可分为：酸、碱同硫酸盐的侵蚀。酸性物质于水泥水化物有侵蚀作用，令混凝土内部的氢氧化钙转化为可溶性钙盐，使得混凝土强度的丧失。酸性物质侵害混凝土特点为：外表面呈黄色、钢筋外露、水泥水化物及粗骨料脱落。固态碱于混凝土的侵蚀性很小，而熔融态的碱及浓碱溶液都会侵蚀混凝土中的水泥水化物。其主要侵蚀作用是化学侵蚀同结晶体侵蚀：化学侵蚀，是指碱溶液同水泥水化物反应，产生胶结能力弱且容易于碱溶液浸析的物质；而结晶体侵蚀，是指渗入孔隙中的碱溶液转变为有膨胀能力的结晶体，导致混凝土胀裂并逐渐脱落[21]。硫酸盐侵蚀是化学侵蚀中最多样化的。通常为硫酸钠与硫酸镁等，硫酸盐溶液同水泥水化物中的氢氧化钙及水化铝酸钙反应，产生硫铝酸钙与石膏，使混凝土体积胀大，令其被胀裂而逐渐剥落[13]。2.6磨损作用因磨损令混凝土结构耐久性降低亦是其影响原因之一。混凝土的磨损经常发生在水下工程和道路工程中：水下工程中，水流会不停的冲刷结构，混凝土表面会因此逐渐脱落，从而变得粗糙而凹凸不平，是以水流在其表面所受阻力会变得更大，易使结构遭损坏；而道路工程中，因流动来往的车辆不停的和道路摩擦，其表面的混凝土颗粒会逐渐的流散，而且道路混凝土承受车辆同行人荷载是个长期的过程，往后会使混凝土疲劳损伤，而后使得道路被破坏[22]。第3章改善混凝土结构耐久性的方法3.1提升抗碳化能力碳化作用会使的混凝土碱度下降，继而使钢筋脱钝后遭到锈蚀。是以需减缓碳化作用，即降低碳化速度系数K值，它不但同混凝土水灰比、水泥品种和水泥用量、孔隙大小分布排列相关，并且还受环境相温度湿度、二氧化碳浓度的影响。以下是几种能提升混凝土抗碳化能力的方法。水泥的选择。水泥材料强度及其工程性能，是水泥砂浆凝结后硬化形成的，水泥石一经损害，混凝土的耐久性便会遭到损坏[23]，因此在选择水泥时应注意水泥品种及其具体性能，结合实际选择性能较好的水泥。而在工程中，不但要考量水泥强度等级，同时需考虑工程性能，因有时工程性能的重要性要胜于强度。掺入高效减水剂。在施工过程中为保证拌和物的和易性与工作性，需加大用水量，但这样使得水泥石结构内产生大量孔隙，掺入减水剂能够改善孔隙的结构。大量研究显示，当水灰比小于0.38时，即能使毛细管孔隙消除，而掺入高效的减水剂，完全能够令水灰比小于0.38[24]。日常养护。为防止混凝土碳化还需注意对混凝土的日常养护，养护是混凝土硬化并使其具有足够强度的必要条件。浇筑完成后，12小时内应立刻采取适宜的养护方法，控制混凝土表层的裂缝；且浇水养护的时间不能少于7天。而气温过低时，需使用保温措施。3.2预防钢筋锈蚀钢筋对混凝土起到重要的支柱作用，若钢筋发生锈蚀，那么就会令混凝土的质量发生根本性的改变[25]。是以针对钢筋锈蚀的严重影响，需采用一定的防护途径用来预防钢筋锈蚀，加强混凝土结构本身性能，降低结构损坏，以确保其耐久性。因此，对钢筋锈蚀问题应尤为重视，可采取如下措施进行预防。合理选材。为了确保混凝土对钢筋起到保护作用以及提高钢筋本身抗腐蚀的能力。因此，必须根据钢混结构本身使用条件合理的挑选混凝土原材料同钢筋的类别。集料质量也应确保，并需在施工之前严加检验，特别是外加剂，在选用时更应慎重。涂层钢筋。近年来，环氧树脂涂层钢筋在工程中的应用已比较广泛，即是在钢筋表面上使用静电喷涂环氧树脂粉末工艺表面，在其上产生有一定厚实度的环氧树脂防腐涂层，此种保护层即便是在氯离子、氧气等大量侵入混凝土时，亦可长时间的保护钢筋，令其避免遭受腐蚀。掺加钢筋阻锈剂。钢筋阻锈剂的实际功能并不是阻止环境中的有害介子渗入到混凝土中，而是在有害物质不可避免的进入到其内部后，它能克制、阻止、延迟钢筋锈蚀的电化学过程，使有害的离子失去其侵害能力，从而达到延长建筑使用寿命的目的[26]。并且一次使用长期有效，施工成本较低，且在使用期间无需进行维护；适用范围广，尤其对于氯盐环境有效。对于处于恶劣环境中的重要工程，当保护层厚度或是混凝土拌合料中的氯离子的含量与规定不符时，可在混凝土中加入适量的阻锈剂。增加保护层的厚度并确保其完好性。适当地增加混凝土保护层的厚度，避免保护层的开裂，能防止其在使用期以内碳化至钢筋表面，并限制氯离子等腐蚀介质在混渗透到钢筋表面，是保护钢筋避免遭到锈蚀的重要措施。尤其是海洋构筑物及近海建筑物混凝土保护层的厚度更应加以严格控制，确保其不低于50毫米[27]。3.3减轻碱集料反应碱集料反应对于混凝土的危害性很大，发生了就难以进行修复。因此，对其预防的方法有：避免使用带有碱活性反应成分的集料、采用低碱度的水泥或是掺入粉煤灰等能够很大程度降低碱同氧化硅反应的膨胀值。注意骨料的使用。应尽量避免采用碱骨料，从而降低碱集料反应发生的几率；若是需采用带有碱活性的骨料，也必须仔细研究配合比，严谨控制混凝土中碱的总含量，从而确保结构的耐久性。采用低碱水泥。混凝土中细孔溶液碱性化水泥含碱量下降也是影响碱集料反应的原因之一。因此，许多国家为预防及减轻碱集料反应都对于水泥的含碱量作出了规定。当在集料中发现能引起碱集料反应的成分时，就应该对所使用水泥的碱度进行严格检查，并加以控制。掺用粉煤灰等掺合料控制碱集料反应。尤其是当水泥的含碱量超出限定值时，更应该掺入粉煤灰等的掺合料，例如：掺入水泥重量5％至10％的硅灰便可有效的控制碱集料反应以及由此引发的混凝土结构的膨胀和损坏，掺加水泥分量20％至25％的粉煤灰也能取得同等效果[27]。3.4加强抗冻性能对于混凝土冻融破坏，掺加优质的引气剂或引气减水剂是加强其抗冻性能的重要方法。在混凝土中掺入优良的引气剂或是引气减水剂，使其内部结构有良好的气泡参数与合适的气体含量，损坏孔隙构造，缓和静水压力，对其冻融破坏起到了和缓作用。中、低强度的引气混凝土，具有合适的气体含量及适宜的气泡参数，便能获得较良好的抗冻性，而不引气的高强度混凝土却不一定具有好的抗冻能力。据我国交通部的调研，不掺引气剂的混凝土应用15年后便会发生表层脱落等冻害，反之则无冻害发生。此外，使用优良的抗冻性集料或进行合理设计也十分重要。而且混凝土抗冻性还与其内的孔隙构造、受冻龄期、混凝土强度等因素相关，其中最主要的是其，而孔隙构造与强度又是由水灰比、有无外加剂及养护方法等因素决定的。是以，加强混凝土抗冻性能可采用：掺用引气剂、减水剂或是引气减水剂；严格控制水灰比，提升混凝土密实度；增强早期养护或掺加防冻剂，以防止其早期受冻。3.5防止化学物质侵蚀混凝土化学侵蚀类型有海水侵蚀、酸侵蚀、碱侵蚀等。由于各类化学侵蚀介质都是利用混凝土中的各种孔隙、毛细孔进入到其内部的，因此改进混凝土密实度及抗渗性对强化其抗侵蚀性有着尤为重要的作用。是以，在设计时选择正确的混凝土配合比，保证必需的水泥用量，尽可能的降低水灰比，并在施工过程中加强振捣，以保证混凝土密实性。而掺入一些优良的引气剂及减水剂到混凝土内，能够增加氢氧化钙及硫酸钙的溶解度，对于提高混凝土耐侵蚀性也是非常有效的。而在我国，侵蚀性介质于混凝土结构危害最严重的要数氯盐，加强混凝土抗氯离子渗透侵蚀能力的措施也尤为重要，并限制水灰比，确保最低的水泥用量以保证碱度及掺加适宜优良的掺和料（如粉煤灰、硅灰等）。3.6结构的日常维护混凝土结构在使用阶段，应注意监测、保护及修葺，对处在室外或恶劣环境条件下的基础设施施工工程更应如此，建立完善的监测与评估体系，及时发现，及时修理，以确保其结构正常使用[28]。在使用时，也应充分避免让结构承受过重载荷与接触腐蚀性化学物质，并可能降低冻融环境的影响。同时，在结构建成后进行定期检测，在结构损坏状况超出一定界线后，就需对破坏原故进行详查并对是否需要维修及加固进行评估。混凝土结构耐久性研究方向如今，对于混凝土的研究尚不够深入，尤其是对结构设计方法、损坏机理、解决方法及耐久性预测模型等方面的研究还不全面。是以，在往后的研究中，还应从以下方面深入。4.1从材料层面上继续深入的耐久性研究就混凝土来说，迄今对于其碳化后力学性能（如本构关系、构件与结构力学性能等）及遭氯离子侵蚀以后材料力学性能变化的相关研究尚不多，是以这一层面的相关研究还待继续深入。而对于钢筋，对已遭锈蚀的钢混结构应采用的措施与使用措施之后混凝土同钢筋材料性质能力变化方面的研究也不够全面。所以，这些都应是有关材料层面耐久性研究需继续深入的领域。4.2结合实际工程建立耐久性预测或衰减的多因素模型如今在国内外对结构耐久性的研究，主要是在试验室中对单一影响因素所展开的，然而在实际环境中，混凝土结构所遭受碳化、钢筋锈蚀、冻融、碱集料等方面的影响，其影响因素涉及到材料、环境、受力情况等诸多方面。是以，应致力于发展结构全生命周期内的耐久性研究技术，结合实际中所存在的多因素影响模式，建立以工程实际条件为基础的耐久性衰减或预测多因素模型，这也应是往后混凝土结构耐久性研究的主要方向之一[3]。4.3结构耐久性设计方法相关的研究想要真正实现混凝土结构的耐久性设计，即需确定出同结构强度设计相类似的设计参数，该参数也是混凝土结构耐久性能的特征参数。为此，需提前确定衡量耐久性的评价指标及基于评价指标损失率表示的耐久性完全失效的判定标准，还需确定混凝土结构耐久性的衰减律同衰减模型。知晓失效标准与衰减律后，即可依据结构设计的使用寿命得出结构性能参数，这一参数对于混凝土材料而言，能用于决定混凝土配合比，得出的配合比参数同强度设计配合比参数相比较，根据严格性要求于二者中取其一。该参数即能反映出混凝土本质的特征。4.4结构耐久性检测同评估方法的研究目前，有关于混凝土结构的耐久性评估皆存在效率较低、成本较高、准确率较差、主观经验性内容过多等不足处，主要原因之一即是检测技术尚不先进，评估方法也不够科学。因此，研究开发新型的耐久性检测技术同高效准确的无损检测技术，将是混凝土结构耐久性研究领域极有意义及有广泛应用前景的发展方向[29]。结语如上所述，混凝土结构耐久性的研究，分为材料层面耐久性、构件层面耐久性同结构层面耐久性的研究，材料层面的研究虽有一些，但还应继续深入，构件层面的研究也有些许，而对结构层面的研究则刚开始，将成为往后研究的重点。在往后，结构设计优先考量的也将不再是强度而是其耐久性，即由强度设计至性能设计转变，而且混凝土耐久性设计也将如同抗震设计一样作为设计者必须优先考虑的问题，而各式进步理论学说也将成为结构耐久性研究的重要手法。如今，混凝土结构耐久性问题于其结构使用的重要性也日渐被国内外工程界的人士所承认，怎样在整体上对混凝土特性进行改进，增强其结构耐久性，延长使用寿命，已成为亟待探索解决的课题之一。这不仅要从材料、构件、结构层面方面入手，更要从对混凝土结构耐久性的影响因素方面进行更加深入的研究和探索。对影响混凝土结构耐久性的每种因素进行仔细研究、区别对待，以预防为主为原则，加强设计施工以及日常使用等等方面的管理，在施工中运用各种有效的措施进行预防而延长混凝土结构的使用寿命、降低维修量、提高经济效益，促使现代化建设可持续发展战略。总而言之，对于混凝土结构耐久性的研究不单需在各方面理论上的创新，也需要研究方式方法上的突破。只有理解了有关混凝土耐久性的基本知识、掌握工程所在的环境特征，细致地设计、精心地施工与维护，混凝土结构方能在合理的使用年限内安全、可靠，以保证正常使用[30]。参考文献：[1]张亮,严建军,李响.混凝土结构耐久性的研究综述[J].材料导报,2013,(S1):294-297.[2]姜珉.混凝土结构的耐久性研究[J].科技视界,2013,(27):-259-.[3]卫军,张晓玲,赵霄龙.混凝土结构耐久性的研究现状和发展方向[J].低温建筑技术,2003,(2):1-4.[4]周翠玲,刘经强.混凝土结构耐久性的研究现状与进展[J].山东农业大学学报(自然科学版),20-10,41(3):447-450.[5]吴俊荣,周克荣.混凝土结构耐久性损伤研究的进展[J].工业建筑,2005,35卷增刊(S1):927-930.[6]雷琴.混凝土耐久性的研究[J].企业导报,2011,(9):278-279.[7]朱荻涛.锈蚀开裂后混凝土中钢筋锈蚀量的预测[J].工业建筑,1996,(4).[8]FluhrWE.TheoreticalAnalysisoftheEffectsofOpeningsontheBendingMoment