淺談混凝土結構耐久性檢測

     混凝土結構是鋼筋混凝土結構 ，預應力混凝土結構 ，素混凝土結構的總稱 ，也是目前我國應用最廣泛的一種結構形式 。結構的損壞及包含了混凝土的風化和侵蝕 ，又包含了鋼筋的鏽蝕 。各種資料研究表明 ，引起耐久性顯著降低的原因與結構所處的環境 、結構的設計 、結構材料選用 、施工過程控製 、結構的使用等多方麵因素有關 。 

1.結構檢測的基本規定 

 （1）當遇到下列情況之一時 ，應進行建築結構的質量檢測 。  

1）涉及結構安全的試塊以及又寬材料檢驗數量不足 。  

2）對施工質量的抽樣檢測結果達不到設計要求 。 

3）對施工質量有懷疑或爭議 ，需要通過檢測進一步分析結構的可靠性 。  

4) 發生工程事故 ，需要通過檢測分析事故的原因及對結構可靠性的影響 。  

 (2)當遇到下列情況之一時,應對既有建築結構現狀缺陷和損傷 、結構構件承載力 、結構變形等涉及結構性能的項目進行檢測 。

1）建築結構安全鑒定 。    

2）建築結構抗震鑒定 。 

3) 建築大修前的可靠性鑒定 。 

4）建築改變用途 、改造 、加層或擴建前的鑒定 。    

5) 建築結構達到設計使用年限要繼續使用的鑒定 。    

6）受到災害 、環境侵蝕等影響建築結構的鑒定 。    

7）對既有建築結構的工程質量有懷疑或爭議的 。 

（3）建築結構的檢測應為建築結構工程質量的評定或建築結構性能的鑒定提供真實 ，可靠 、有效的檢測數據和檢測結論 。 

（4）對於重要和大型的公共建築宜進行結構動力測試盒結構安全性監測 。

 1.3結構耐久性檢測評估的基本程序和內容 
   混凝土結構耐久性檢測評估的一般程序為 ：通過現場調查 、無損和（或）微破損檢測技術在現場和實驗室內獲取結構有關作用(S*)和抗力(R*)信息 ；對結構性能和可靠指標分析評估及再驗證 ；形成評估報告（使用、維護意見及建議） 。混凝土結構耐久性檢測評估的一般程序如圖 。    詳細的調查和檢測完成後 ，對所取得的數據再進行分析計算 ，采用適當的方法來評估結構的耐久性能及預測剩餘使用使用壽命 ，給出結構的耐久性評估報告 。報告應包含以下內容 ： 
① 報告摘要 
②工程概況 
③評定目的範圍內容 ④調查和檢驗結果 ⑤分析與評估 ⑥結論和建議 ⑦附件        

2. 影響混凝土結構耐久性的主要因素  
混凝土結構耐久性是指混凝土結構在自然環境 、使用環境及材料內部因素的作用下 ，在設計要求的目標使用期內 ，不需要花費大量資金加固處理而保持其安全 、使用功能和外觀要求的能力 。影響混凝土結構耐久性的主要因素可概括為環境因素 、材料因素 、設計因素和施工因素等四個方麵 。  

2.1環境因素 
   混凝土結構的耐久性與其所在的環境是緊密相連的 ，混凝土的耐久性是指在特定環境下的的耐久性 ，而不是對所有環境都耐久 ，因此在進行混凝土結構的耐久評估時應對其所在環境進行調查分析 。 
   混凝土材料的耐久性劣化機理分析和工程實踐表明 ，環境溫度 、濕度以及風向風速都對混凝土碳化 、鋼筋鏽蝕 、堿骨料反應 、凍融損傷等耐久性問題的發生和發展有著顯著影響 。同時，結構構件所在工作環境也對結構的耐久性有很大影響 。因此在對混凝土結構進行耐久性檢測時 ，應對結構所在環境進行項目調查，主要包括 ： 
（1）大氣年平均氣溫 、年最高氣溫和最低氣溫 、最冷月平均氣溫及年低於0℃的天數等; 
（2）年平均空氣相對濕度 、年平均最高 、最低濕度 、日平均相對濕度等 ； 

（3）構件所處的工作環境的年平均氣溫 、年平均濕度 ，溫度 、濕度變化以及幹濕交替情況 ； 
（4）侵蝕性的氣體（二氧化碳 、酸霧 、二氧化硫） 、液體（各種酸堿鹽）及固體（硫酸鹽 、氯鹽 、碳酸鹽）的影響範圍及程度 ，必要時應檢測有害成分含量 ； 
（5）凍融循環情況 ； 

（6）衝刷磨損情況 。 
根據環境條件調查結果 ，可以將結構或構件所處的工作環境分為 ： 一般大氣環境 ：指混凝土碳化引起的鋼筋鏽蝕的大氣環境； 
大氣汙染環境:指含有微量鹽 、酸等腐蝕性的介質並由混凝土中性化引起鋼筋鏽蝕的大氣環境及鹽堿地區環境 ； 氯鹽侵蝕環境 ：指鹽霧 、海水作用引起的鋼筋鏽蝕的環境及除冰鹽環境 ； 凍融環境 ：指由凍融循環作用引起混凝土損傷的環境 。

2.2材料因素 
    原材料品質對混凝土結構耐久性的影響至關重要 ，如原材料控製不嚴 ， 會導致某些組份之間發生化學反應 ，特別是堿骨料反應 ，對結構耐久性十分不利原材料中氯離子含量超標 ，也容易導致鋼筋的鏽蝕 。另外 ，水泥品種選擇不當會致混凝土與環境之間的化學作用 ，引起結構破壞等 。  

2.3設計因素 
影響結構耐久性的設計因素主要包括 ：結構的設計與構造型式 、結構的保護層厚度 、混凝土的設計水灰比及混凝土的強度等 。    
①由於混凝土結構的許多蝕過程與自由水的存在有關 ，自由水的排泄通暢與否直接影響到結構是否經久耐用 ，而結構設計和構造型式又關係到能否有利於自由水的排泄 。因此 ，結構的設計與構造型式對於結構耐久性就顯得非常重要 。 
②保護層的存在不僅保證了鋼筋與混凝土之間的粘結 ，同時也對鋼筋起到保護作用 ，一般來講 ，保護層越厚 ，介質侵入到鋼筋表麵的時間就越長 ，鋼筋鏽蝕的程度就越輕 ，結構就越耐久 
③混凝土的設計水灰比是控製結構耐久性的重要因素 ，一般地 ，采用低水灰比配製出來的混凝土 ，抗滲性 、抗凍性 、抗裂性能良好 ，對提高結構的耐久性非有利 。 
④混凝土的強度是衡量結構整體性能的重要指標 ，它不僅能有效保證結構的承載能力 ，而且影響到結構的耐久性能 。強度較高的混凝土 ，一般具有密實性好 ，抗滲性 、耐腐蝕 、抗凍性好的優點 ，具有較好的耐久性 。  

2.4施工因素 
施工過程是確保混凝土結構耐久性的重要環節 ，正確合理的拌製 、澆築、震搗 、養護對混凝土結構的耐久性十分有利 。 
①嚴格控製施工中的拌製過程可以使骨料之間結合更加緊密 ，保證結構的耐久性 ； 
②適當的澆築設備和震搗程序能保證混凝土高度密實而不離析 ，這一點對混凝土的保護層尤為重要 ； 
③適當的養護工藝可以降低混凝土的滲透性並使水泥充分水化而增加其耐久性 。  
實際工程中 ，導致混凝土結構耐久性下降的原因是多方麵的 ，它們之間相互作用相互影響 ，最終導致了結構的破壞 。因此 ，在對結構耐久性進行評估時 ，必須綜合考慮這些因素的影響 。

 3混凝土結構耐久性檢測 

3.1外觀損傷狀況的檢查 
   外觀損傷的檢查主要是觀察 、測量和記錄構件裂縫 、外觀損傷及腐蝕情況 ，內容包括混凝土表麵有無裂縫及結晶物析出 ，有無鏽斑 、露筋 ，混凝土表麵有無起鼓 、酥鬆剝離現象 ，構件開裂部位 、形態 、裂縫的走向等 ，對外觀破損及腐蝕現象的構件進行描述並予統計 ，同時拍攝數碼照片進行記錄 。 

3.2混凝土結構的幾何參數的測定 
   混凝土構件的幾何參數測定主要包括構件的截麵尺寸 、構件的垂直度 、結構變形等檢測項目 。混凝土結構構件截麵尺寸可用鋼卷尺等測量工具對混凝土結構截麵尺寸進行測量 ，變形測量可通過水準儀及經緯儀進行 。混凝土結構的參數的測定可參照《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204-2002相關要求進行 。 

3.4混凝土抗壓強度 
   抗壓強度是混凝土的基本性能 ，也是結構設計的基礎 。混凝土的抗壓強度是進行結構可靠性鑒定的主要依據之一 ；同時混凝土的抗壓強度也與混凝土的密實性有一定的相關性 ，可再一定程度上反映混凝土的耐久性 。 
   結構混凝土的抗壓強度的現場檢測主要有無損和微破損兩種方法 。無損法是在不損壞結構的前提下測試混凝土的某些物理量 ，並根據這些物理量與抗壓強度之間的關係推算出混凝土的抗壓強度 。無損方法主要有回彈法 、超聲法 、超聲回彈法等 。微破損法是在不影響結構承載力的前提下從結構物上直接取樣或進行局部破壞實驗 ，根據實驗結果確定混凝土抗壓強度 。這類方法主要有鑽芯法 、拔出法 。 
3.5混凝土的滲透性 
   除堿集料反應和滯後生成鈣釩石膨脹破壞來自混凝土內部外 ，化學侵蝕 、硫酸鹽侵蝕 、凍融破壞和鋼筋鏽蝕均源於外界物質和離子如SO4 、H2O 、CO2 、Cl- 、O2通過保護層侵入混凝土內部引起的 ，因此混凝土保護層的滲透性與混凝土的耐久性密切相關 。檢驗混凝土的滲透性的方法主要有抗滲標號法（水壓力法） 、離子擴散係數法 、表層滲透性的無損檢測法等 。 

3.6碳化深度 
   碳化導致混凝土的堿度降低 ，當混凝土碳化深度達到鋼筋表麵 ，鋼筋的鈍化膜因失去堿性環境中的保護而被破壞進而導致鋼筋開始鏽蝕 。在一般大氣環境下 ，混凝土碳化成為混凝土中鋼筋鏽蝕的前提條件 ，而混凝土中鋼筋鏽蝕是造成混凝土結構耐久性損傷的最主要的因素 。另外 。碳化能降低混凝土的孔隙率，增大其抗壓強度 ，對混凝土回彈值有較大的影響 。因此混凝土的碳化深度是混凝土結構檢測的重要內容 。 
3.7混凝土氯離子含量及分布情況 
   由氯鹽引起的鋼筋鏽蝕 ，是影響混凝土結構耐久性的最主要的因素 。氯離子是一種極強的陽極活化（去鈍化）劑 ，當其進入混凝土並在鋼筋表麵積累達到臨界濃度後 ，便會破壞鋼筋的鈍化膜 ，從而導致鋼筋發生鏽蝕 。對混凝土中氯離子含量及分布的檢測是氯鹽環境混凝土結構耐久性的重要內容 。混凝土中水溶性氯離子含量一般采用硝酸銀滴定法測量 。

4結論 
     本文在對影響混凝土結構耐久性的主要因素進行了係統分析的基礎上 ，討論了耐久性檢測的重要參考依據 。