建筑材料耐久性的概念及意义

混凝土的耐久性是指结构物在环境因素作用下，能长期保持原有性能、抵抗劣化变质和破坏的性能。环境因素包括物理作用、化学作用和生物作用等方面，例如温度变化与冻融循环、湿度变化与干湿循环等属于物理作用；化学作用包括酸、碱、盐类物质的水溶液或其他有害物质的侵蚀作用，日光、紫外线等对材料的作用；生物作用包括菌类、昆虫等的侵害，导致材料发生腐朽、蛀蚀等破坏。

混凝土结构物大约只有150年左右的历史，在它出现的时候，人们认为混凝土是耐久性优秀的材料，主要是与金属材料、木材等相比较而言，混凝土不存在生锈、腐朽等问题，同时，受到当时社会水平的限制，人们对于结构物寿命的期待值较低，能够使用50～70年的材料就认为是耐久性很好的材料。一方面，随着社会的进步，建设工程规模日趋庞大，投资巨大，工期漫长，诸如跨度超过千米的大型桥梁，超高层建筑，大型水工结构物等，工期就达到十几年，所以人们对于结构物耐久性的期待日益提高。希望混凝土的耐久性能达到100年以上，甚至500年。另一方面，随着社会的进步，人们对于自然环境的开发和利用越来越深入，除了常规的地表环境之外，人们已经向大深度地下空间、海洋空间、高寒地带等进军，结构物所处的环境越来越苛刻，所以混凝土的耐久性问题越来越被重视。

混凝土材料的耐久性关系到结构物在所设计的使用期限内能否保证安全、正常使用，影响结构物的使用寿命、运行、维修保养费用，从而影响结构物的总体成本。

谈到结构物的安全性，人们往往首先想到承载能力，即强度。注重根据结构所受荷载和材料的强度进行计算，设计构件的截面尺寸。但是实际工程表明，仅仅由荷载引起破坏的事例并不多，有许多结构物由于水的侵蚀、冻融循环、化学物质的腐蚀等耐久性原因造成破坏，减短了使用寿命。尤其是水工、海洋工程结构物，往往耐久性比强度更重要。例如北京的三元桥、旧西直门桥等结构物，建成后只有十几年的历史，就出现了许多裂缝，据分析碱-骨料反应是原因之一。日本在沿日本海一侧修建了大量高速道路，建造只有十几年的时间，其高架桥的桥墩就出现了大量的裂缝，据分析有氯离子侵蚀、碱-骨料反应等多方面原因。美国和欧洲在20世纪中期建造了大量土木、建筑等基础设施，目前大部分已迎来了老龄期，每年用于维修这些结构物的维修费用是一笔巨大的开资。造成这些破坏事故的多数原因是由于混凝土被冻融破坏，钢筋锈蚀，以及一些其他综合因素。我国北方寒冷地区的路面经常在使用几年就产生很严重的剥落现象，主要是冻融循环所致，有许多大型水电站结构物也遭受严重的冻融破坏，有些防波堤的混凝土块受海水侵蚀，不到几年就严重破坏。这些结构物许多都远远没有达到设计的使用寿命，并非因为承载力不够而破坏，多数都是因为在环境因素的作用下，材料的耐久性不足所造成的破坏。(www.xing528.com)

谈到建设工程的成本，人们往往比较注重建设时点的初始投资，而忽略了结构物在整个寿命周期内的总成本。结构物的总成本不仅仅是指建造它所需要的费用，还应包括在整个使用期间内的运行、维修保养，直到最后解体整个服务周期内的全部费用。许多结构物由于在建造时过分强调降低成本，尽量少用材料或降低材料档次，造成结构物建成后不久就出现倒塌、开裂、渗漏等质量问题，影响使用功能，严重的只能提前退役，造成重大浪费。因此，结构设计不仅要考虑强度，还要考虑耐久性。可见提高材料的耐久性对于结构物的安全性和经济性能均具有重要意义。

混凝土材料的耐久性能包括抗渗性、抗冻性、抗碳化作用、碱骨料反应、氯离子渗透、钢筋混凝土中的钢筋锈蚀等方面。要直接考察材料的这些性能需要长期观察和测试，在实际中通常根据这些技术性质原理，模拟实际使用条件或强化试验条件，进行快速测定。