淺談混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測

     混凝土結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，素混凝土結(jié)構(gòu)的總稱，也是目前我國應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)的損壞及包含了混凝土的風(fēng)化和侵蝕，又包含了鋼筋的銹蝕。各種資料研究表明，引起耐久性顯著降低的原因與結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境、結(jié)構(gòu)的設(shè)計、結(jié)構(gòu)材料選用、施工過程控制、結(jié)構(gòu)的使用等多方面因素有關(guān)。 

1.結(jié)構(gòu)檢測的基本規(guī)定 

 （1）當(dāng)遇到下列情況之一時，應(yīng)進行建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測。  

1）涉及結(jié)構(gòu)安全的試塊以及又寬材料檢驗數(shù)量不足。  

2）對施工質(zhì)量的抽樣檢測結(jié)果達(dá)不到設(shè)計要求。 

3）對施工質(zhì)量有懷疑或爭議，需要通過檢測進一步分析結(jié)構(gòu)的可靠性。  

4) 發(fā)生工程事故，需要通過檢測分析事故的原因及對結(jié)構(gòu)可靠性的影響。  

 (2)當(dāng)遇到下列情況之一時,應(yīng)對既有建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀缺陷和損傷、結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力、結(jié)構(gòu)變形等涉及結(jié)構(gòu)性能的項目進行檢測。

1）建筑結(jié)構(gòu)安全鑒定。    

2）建筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定。 

3) 建筑大修前的可靠性鑒定。 

4）建筑改變用途、改造、加層或擴建前的鑒定。    

5) 建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計使用年限要繼續(xù)使用的鑒定。    

6）受到災(zāi)害、環(huán)境侵蝕等影響建筑結(jié)構(gòu)的鑒定。    

7）對既有建筑結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量有懷疑或爭議的。 

（3）建筑結(jié)構(gòu)的檢測應(yīng)為建筑結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的評定或建筑結(jié)構(gòu)性能的鑒定提供真實，可靠、有效的檢測數(shù)據(jù)和檢測結(jié)論。 

（4）對于重要和大型的公共建筑宜進行結(jié)構(gòu)動力測試盒結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測。

 1.3結(jié)構(gòu)耐久性檢測評估的基本程序和內(nèi)容 
   混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測評估的一般程序為：通過現(xiàn)場調(diào)查、無損和（或）微破損檢測技術(shù)在現(xiàn)場和實驗室內(nèi)獲取結(jié)構(gòu)有關(guān)作用(S*)和抗力(R*)信息；對結(jié)構(gòu)性能和可靠指標(biāo)分析評估及再驗證；形成評估報告（使用、維護意見及建議）?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性檢測評估的一般程序如圖。    詳細(xì)的調(diào)查和檢測完成后，對所取得的數(shù)據(jù)再進行分析計算，采用適當(dāng)?shù)姆椒?/span>來評估結(jié)構(gòu)的耐久性能及預(yù)測剩余使用使用壽命，給出結(jié)構(gòu)的耐久性評估報告。報告應(yīng)包含以下內(nèi)容： 
① 報告摘要 
②工程概況 
③評定目的范圍內(nèi)容 ④調(diào)查和檢驗結(jié)果 ⑤分析與評估 ⑥結(jié)論和建議 ⑦附件        

2. 影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素  
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，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(jié)構(gòu)耐久性的主要因素可概括為環(huán)境因素、材料因素、設(shè)計因素和施工因素等四個方面。  

2.1環(huán)境因素 
   混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與其所在的環(huán)境是緊密相連的，混凝土的耐久性是指在特定環(huán)境下的的耐久性，而不是對所有環(huán)境都耐久，因此在進行混凝土結(jié)構(gòu)的耐久評估時應(yīng)對其所在環(huán)境進行調(diào)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(huán)境溫度、濕度以及風(fēng)向風(fēng)速都對混凝土碳化、鋼筋銹蝕、堿骨料反應(yīng)、凍融損傷等耐久性問題的發(fā)生和發(fā)展有著顯著影響。同時，結(jié)構(gòu)構(gòu)件所在工作環(huán)境也對結(jié)構(gòu)的耐久性有很大影響。因此在對混凝土結(jié)構(gòu)進行耐久性檢測時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)所在環(huán)境進行項目調(diào)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于0℃的天數(shù)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(gòu)件所處的工作環(huán)境的年平均氣溫、年平均濕度，溫度、濕度變化以及干濕交替情況； 
（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）的影響范圍及程度，必要時應(yīng)檢測有害成分含量； 
（5）凍融循環(huán)情況； 

（6）沖刷磨損情況。 
根據(jù)環(huán)境條件調(diào)查結(jié)果，可以將結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所處的工作環(huán)境分為： 一般大氣環(huán)境：指混凝土碳化引起的鋼筋銹蝕的大氣環(huán)境； 
大氣污染環(huán)境:指含有微量鹽、酸等腐蝕性的介質(zhì)并由混凝土中性化引起鋼筋銹蝕的大氣環(huán)境及鹽堿地區(qū)環(huán)境； 氯鹽侵蝕環(huán)境：指鹽霧、海水作用引起的鋼筋銹蝕的環(huán)境及除冰鹽環(huán)境； 凍融環(huán)境：指由凍融循環(huán)作用引起混凝土損傷的環(huán)境。

2.2材料因素 
    原材料品質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響至關(guān)重要，如原材料控制不嚴(yán)， 會導(dǎo)致某些組份之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是堿骨料反應(yīng)，對結(jié)構(gòu)耐久性十分不利原材料中氯離子含量超標(biāo)，也容易導(dǎo)致鋼筋的銹蝕。另外，水泥品種選擇不當(dāng)會致混凝土與環(huán)境之間的化學(xué)作用，引起結(jié)構(gòu)破壞等。  

2.3設(shè)計因素 
影響結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計因素主要包括：結(jié)構(gòu)的設(shè)計與構(gòu)造型式、結(jié)構(gòu)的保護層厚度、混凝土的設(shè)計水灰比及混凝土的強度等。    
①由于混凝土結(jié)構(gòu)的許多蝕過程與自由水的存在有關(guān)，自由水的排泄通暢與否直接影響到結(jié)構(gòu)是否經(jīng)久耐用，而結(jié)構(gòu)設(shè)計和構(gòu)造型式又關(guān)系到能否有利于自由水的排泄。因此，結(jié)構(gòu)的設(shè)計與構(gòu)造型式對于結(jié)構(gòu)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(jié)，同時也對鋼筋起到保護作用，一般來講，保護層越厚，介質(zhì)侵入到鋼筋表面的時間就越長，鋼筋銹蝕的程度就越輕，結(jié)構(gòu)就越耐久 
③混凝土的設(shè)計水灰比是控制結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素，一般地，采用低水灰比配制出來的混凝土，抗?jié)B性、抗凍性、抗裂性能良好，對提高結(jié)構(gòu)的耐久性非有利。 
④混凝土的強度是衡量結(jié)構(gòu)整體性能的重要指標(biāo)，它不僅能有效保證結(jié)構(gòu)的承載能力，而且影響到結(jié)構(gòu)的耐久性能。強度較高的混凝土，一般具有密實性好，抗?jié)B性、耐腐蝕、抗凍性好的優(yōu)點，具有較好的耐久性。  

2.4施工因素 
施工過程是確?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的重要環(huán)節(jié)，正確合理的拌制、澆筑、震搗、養(yǎng)護對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性十分有利。 
①嚴(yán)格控制施工中的拌制過程可以使骨料之間結(jié)合更加緊密，保證結(jié)構(gòu)的耐久性； 
②適當(dāng)?shù)臐仓O(shè)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(dāng)?shù)酿B(yǎng)護工藝可以降低混凝土的滲透性并使水泥充分水化而增加其耐久性。  
實際工程中，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性下降的原因是多方面的，它們之間相互作用相互影響，最終導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的破壞。因此，在對結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)件裂縫、外觀損傷及腐蝕情況，內(nèi)容包括混凝土表面有無裂縫及結(jié)晶物析出，有無銹斑、露筋，混凝土表面有無起鼓、酥松剝離現(xiàn)象，構(gòu)件開裂部位、形態(tài)、裂縫的走向等，對外觀破損及腐蝕現(xiàn)象的構(gòu)件進行描述并予統(tǒng)計，同時拍攝數(shù)碼照片進行記錄。 

3.2混凝土結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)的測定 
   混凝土構(gòu)件的幾何參數(shù)測定主要包括構(gòu)件的截面尺寸、構(gòu)件的垂直度、結(jié)構(gòu)變形等檢測項目。混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸可用鋼卷尺等測量工具對混凝土結(jié)構(gòu)截面尺寸進行測量，變形測量可通過水準(zhǔn)儀及經(jīng)緯儀進行?；炷两Y(jié)構(gòu)的參數(shù)的測定可參照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204-2002相關(guān)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(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)?；炷恋目箟簭姸仁沁M行結(jié)構(gòu)可靠性鑒定的主要依據(jù)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(guān)性，可再一定程度上反映混凝土的耐久性。 
   結(jié)構(gòu)混凝土的抗壓強度的現(xiàn)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(jié)構(gòu)的前提下測試混凝土的某些物理量，并根據(jù)這些物理量與抗壓強度之間的關(guān)系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(jié)構(gòu)承載力的前提下從結(jié)構(gòu)物上直接取樣或進行局部破壞實驗，根據(jù)實驗結(jié)果確定混凝土抗壓強度。這類方法主要有鉆芯法、拔出法。 
3.5混凝土的滲透性 
   除堿集料反應(yīng)和滯后生成鈣釩石膨脹破壞來自混凝土內(nèi)部外，化學(xué)侵蝕、硫酸鹽侵蝕、凍融破壞和鋼筋銹蝕均源于外界物質(zhì)和離子如SO4、H2O、CO2、Cl-、O2通過保護層侵入混凝土內(nèi)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(guān)。檢驗混凝土的滲透性的方法主要有抗?jié)B標(biāo)號法（水壓力法）、離子擴散系數(shù)法、表層滲透性的無損檢測法等。 

3.6碳化深度 
   碳化導(dǎo)致混凝土的堿度降低，當(dāng)混凝土碳化深度達(dá)到鋼筋表面，鋼筋的鈍化膜因失去堿性環(huán)境中的保護而被破壞進而導(dǎo)致鋼筋開始銹蝕。在一般大氣環(huán)境下，混凝土碳化成為混凝土中鋼筋銹蝕的前提條件，而混凝土中鋼筋銹蝕是造成混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)檢測的重要內(nèi)容。 
3.7混凝土氯離子含量及分布情況 
   由氯鹽引起的鋼筋銹蝕，是影響混凝土結(jié)構(gòu)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(dāng)其進入混凝土并在鋼筋表面積累達(dá)到臨界濃度后，便會破壞鋼筋的鈍化膜，從而導(dǎo)致鋼筋發(fā)生銹蝕。對混凝土中氯離子含量及分布的檢測是氯鹽環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要內(nèi)容?；炷林兴苄月入x子含量一般采用硝酸銀滴定法測量。

4結(jié)論 
     本文在對影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素進行了系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，討論了耐久性檢測的重要參考依據(jù)。