编者按：混凝土耐久性能是评价混凝土质量的重要指标之一。混凝土材料的耐久性指标一般包括：抗渗性、抗冻性、抗裂性、抗侵蚀性、碳化等。目前相关标准对这些指标规定了相应的检测项目和方法，这些检测指标和方法正确反应相关耐久性能的真实度如何？是否方便快捷？目前的检测方法多是针对于硬化后的混凝土试块，是否从混凝土拌合物阶段就有有效的评价指标和方法呢？混凝土结构耐久性是工程界普遍关注的问题，混凝土用于结构后，一旦有裂缝或强度问题，结构耐久性的评价指标如何选择和检测？本期特别策划将邀请大家就此问题谈一谈自己的看法。
吴金龙（湖北荆门安建混凝土有限公司，工程师）
混凝土是一种由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常用水泥和矿物掺合料作胶凝材料，砂、石作集料，与水和外加剂按一定比例配合，经搅拌而得的混凝土拌合物。它广泛应用于土木工程，是为混凝土结构物提供强度的主要材料。从混凝土应用于土木工程至今约有 150 年的历史，中国的混凝土行业在20 世纪 70 年*开代**始蓬勃发展。1978 年，常州建筑工程材料公司因陋就简，用翻斗车运送混凝土，走街窜巷，把厂拌混凝土推向了建筑市场，开创了中国混凝土商品化的先河。随着混凝土的商品化和基础设施建设的迅猛发展，商品混凝土得到了快速推广，广泛应用于住宅、道路、桥梁、隧道、港口、机场等工程。混凝土的性能指标不再仅限于强度的要求，更需要满足超高层、大跨度、高压抗渗、高温冷冻等特殊环境下的长期耐久性能。
混凝土长期耐久性，指的是混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。我国商品混凝土经过 40 多年的发展，混凝土材料的性能研究逐步深入，生产技术及混凝土质量都得到了提高，但对混凝土结构的长期耐久性能研究还存在不足。笔者认为，首先，混凝土材料的应用历史较短，人类对混凝土的微观结构、理化反应、力学性能的认识还不够透彻。其次，国内外对于混凝土结构的设计使用寿命不尽相同，无法定义“长期耐久性”的“长期”到底是多长多久，长期耐久性没有固定的时间标准。再次，混凝土长期耐久性能的研究是一个系统的、长期性的研究课题，需要几代人、跨学科的持续研究和验证。我国住宅设计使用寿命一般为 50 年，桥梁或纪念性建筑的设计使用寿命在100 年左右。如我国的“超级工程”港珠澳大桥的设计使用寿命为 120 年。如何做到在 120 年后去验证大桥的耐久性能将是个跨世纪的难题。
目前，针对混凝土长期耐久性能的检测都基于“加速模拟实验”的单项试验推测，忽略了混凝土结构在使用过程中的长期理化反应、微观结构及受力状态的变化。其结论是否能反映混凝土结构在未来的使用环境中的实际状态，相符度如何？无法确定。笔者认为，研究混凝土的长期耐久性能应从保持混凝土的各项功能特性不消失、不减弱为出发点，包括混凝土的力学性能、抗裂性、抗渗性、耐高温、抗冻性、抗碳化性能、抗化学侵蚀等性能长期正常。笔者在从业十多年的工作中，遇见因混凝土耐久性能差导致结构破坏的多为以下几种情况：
（1）混凝土路面未达到设计使用年限，出现表面磨损或开裂断板破坏。这类破坏多因于路面结构设计抗力的不够，路基施工质量差，超载使用所致，与混凝土耐久性能的关联不大。
（2）暴露在空气中的混凝结构出现开裂，并沿开裂处不断扩大的情况，多出现在桥梁类的工程中。桥梁中的墩、柱、梁、板等结构一般不做抹灰，直接暴露于大气。水泥石中的 Ca(OH)2 与大气中的 CO2 经过长年的碳化反应，由表及里向混凝土内部逐渐扩散。碳化引起水泥石化学组成及结构的变化，从而对混凝土的化学性能和物理力学性能产生影响。碳化虽然使混凝土的抗压强度增长，但是由于混凝土的碳化收缩对核心形成压力，而表面碳化层产生拉应力，会导致微细裂缝的产生。长年累月，混凝土表面薄弱处出现裂缝。裂缝在荷载的作用下不断扩大延伸，出现混凝土的耐久性破坏。
（3）沿海及盐碱地区的钢筋混凝土结构出现钢筋锈蚀，发生早期破坏，如港口、码头等建筑。海洋或盐碱环境中含有大量的 Cl-，由表向里对混凝土逐渐侵蚀，破坏钢筋表面的钝化膜导致钢筋发生锈蚀。或使用含 Cl- 的砂石料，混凝土中的 Cl- 含量过高。氯离子与水泥的水化产物反应生成 CaCl2，会降低混凝土的碱度，导致对钢筋的保护能力下降发生锈蚀。混凝土中的钢筋锈蚀发生体积膨胀，出现混凝土开裂破坏。这是钢筋混凝土耐久性破坏的常见情况。
（4）楼板混凝土出现爆裂脱落破坏，常见于房屋建筑工程中。此类建筑的梁、板、墙属于薄壁结构，混凝土对内部的束缚力有限。当混凝土中所含的碱（Na2O 和 K2O）与骨料中的活性成份发生反应，生成具有吸水膨胀性的产物，在有水的条件下吸水膨胀，导致混凝土开裂破坏，即发生碱—骨料反应破坏。混凝土原材料中混入石灰、钢渣等颗粒，由于其水化反应很缓慢，水化产物膨胀破坏的潜伏期很长，也是造成混凝土楼板开裂脱落的常见因素。
以上所有混凝土结构的耐久性破坏，都伴随混凝土结构开裂的出现，混凝土中缓慢的化学反应、微观结构变化及所受的荷载情况是影响开裂的因素。阻止不利的化学反应，设计合理的微观结构，有效控制结构的使用荷载，提高混凝土的抗裂性能，是增强混凝土结构耐久性的基础。混凝土的碳化、碱—骨料反应、Cl- 的侵入及膨胀性的颗粒都会产生不利的化学反应，对混凝土结构造成破坏。碱—骨料反应、Cl- 的含量及膨胀性的颗粒可以通过原材料的控制很容易解决，混凝土的碳化及Cl- 的侵入是预防的重点，是关系混凝土长期耐久性能好坏的关键因素。
笔者认为，混凝土结构不应直接暴露在大气中，即便存在混凝土保护层厚度。结构设计时可以考虑在混凝土表面涂刷隔离剂或抗渗性砂浆保护层；沿海及盐碱地区适当增大混凝土中钢筋的保护层厚度；混凝土配合比设计上，保证足够的胶材用量，尽量降低水胶比，采用低砂率，提高混凝土表面的密实度。阻断 CO2 和 Cl- 的入侵通道，降低侵入的速度，增加侵入的保护层厚度是提高混凝土结构耐久性能的有效方法。同时，混凝土行业应尽早建立长期耐久性能的研究体系，通过对混凝土结构长期耐久性能的系统检测，绘制出大气环境中的混凝土碳化或 Cl- 侵蚀曲线，为混凝土长期耐久性能设计提供依据。
万晶1，张植2，肖涵3（1.重庆品合泰建材有限公司，高级工程师；2.南充宏基实业有限公司，技术负责人；3.重庆华新凤凰湖混凝土有限公司，助理工程师）
混凝土耐久性要求是使混凝土结构在其设计使用年限内，满足其各项功能要求，是建筑工程质量控制的重要指标。
混凝土结构耐久性要求主要跟其所处环境条件和最大裂缝宽度密不可分；其次，混凝土结构耐久性跟其原材料的质量，有紧密的联系；最后，混凝土浇筑、养护的施工质量也是混凝土结构耐久性要求的可靠保证。
环境是影响混凝土结构耐久性的外因，混凝土质量是影响混凝土结构耐久性的内因。因此，有效提高混凝土结构的耐久性就必须改善内部因素和外部因素的影响。GB 50010—2010《混凝土结构规范》和 GB/T 50476—2008《混凝土结构耐久性设计规范》根据混凝土构件所处环境对混凝土的最低强度等级、最大水胶比，混凝土保护层厚度、最大裂缝宽度，混凝土中最大氯离子含量和最大碱含量等原材料质量要求，进行了严格规定。
依据混凝土结构所处环境，GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》通过试验来检测混凝土的耐久性能。通过混凝土试件的抗冻融试验、抗水压渗透试验、碳化试验、混凝土中钢筋锈蚀试验、碱骨料反应试验等，推定混凝土结构中混凝土的老化、腐蚀，钢筋的锈蚀等不利因素对混凝土结构使用寿命的影响。
实践证明，只要控制好混凝土原材料和施工的质量要求，满足混凝土结构设计与构造，完全可以达到结构耐久性设计要求。
李海卿（中交第二航务工程局有限公司，高工）
一般混凝土工程的使用年限约 50～100 年，不少工程在使用 10～20 年后，有的甚至使用 9 年以后，就需要维修。混凝土材料及混凝土结构的耐久性问题引起了重视。
混凝土材料的耐久性等级划分：
（1）混凝土耐久性的等级，如抗冻等级（快冻法）、抗冻强度等级（慢冻法）、抗渗等级、抗硫酸盐等级。具体如下：抗冻等级（快冻法）分为 F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400、>F400等几个等级；抗冻强度等级（慢冻法）分为 D50、D100、D150、D200、> D200 等级；抗渗等级分为P4、P6、P8、P10、P12、>P12 等几个等级；抗硫酸盐等级分为 KS30、KS60、KS90、KS120、KS150、>KS150 几个等级。这些耐久性指标多数在国内已有较长的应用历史并已体现在相关的标准中。
（2）测试结果为数值，则根据系统的试验，并参考相关的标准，以测试结果的限值来进行等级的划分，如抗氯离子渗透性能、抗碳化性能和早期抗裂性能。其中，抗氯离子渗透性能又分为两种情况：以 84d 龄期的氯离子迁移系数（RCM 法）的测试结果来表征；以电通量（28d 或 56d）的测试结果来表征。并规定：当混凝土中水泥混合材与矿物掺合料之和超过胶凝材料用量的 50% 时，测试龄期可为 56d。
上述的抗氯离子渗透性能、抗碳化性能和早期抗裂性能均按照试验结果的限值划分了五个等级，分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和来表示。从Ⅰ级到Ⅴ级，表示混凝土的耐久性能越来越高。
检验中的抽样方法和检验频率，从统计学意义上讲，标准应鼓励更多地抽取样品，开展多组试验，以获得最大可能接近真实的试验数据。