混凝土结构仍然是21世纪最主要的工程结构形式之一。但是，除工程事故和偶然灾害原因外，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的耐久性原因而提前失效，达不到预定的服役年限。随着混凝土结构的更广泛应用，其使用环境日益多样化，工业污染日益加剧，受环境侵蚀的危害性也日益增加，混凝土结构的耐久性成为困扰土建基础设施工程的世界性问题。

不同混凝土结构所处的环境条件不同，对结构耐久性起主导作用的因素也不同。例如，工业建筑中，腐蚀性化学介质直接或间接的侵蚀作用是主要因素；海岸及近海工程中，氯盐及硫酸盐的侵蚀则是决定性因素；道路桥梁结构耐久性恶化的主要动因是磨损和用除冰盐造成的；而一般建筑结构则主要是混凝土碳化、开裂等引起结构中钢筋腐蚀而造成的；此外，还有冻融破坏、土壤侵蚀、杂散电流等物理化学侵蚀。

国内外统计表明，混凝土结构的耐久性病害导致的损失是巨大的，而且耐久性问题会越来越严重。美国混凝土基建工程总价为6万亿美元，但今后每年用于维修和重建的费用高达3千亿美元。1988年美国材料顾问委员会提交的报告报道大约253000座混凝土桥梁的桥面板，其中部分仅使用不到20年，就已经不同程度的破坏，而且每年还将增加35000座。英格兰中部环形快车道上11座混凝土高架桥，最初建造费2800万英镑，到1989年因为维修而耗资4500万英镑，是造价的1.6倍，估计以后15年还要耗资1.2亿英镑，累计接近最初造价的6倍，结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计[5]。许多海湾国家沿海地区建筑遭受腐蚀破坏迅速，混凝土结构服役寿命一般都非常短。

我国的混凝土结构耐久性问题同样十分严重。据1986年国家统计局和建设部普查统计，当时有城镇房屋约46.8亿平米，由于建筑标准低，施工质量差，劣化速度快，估计半数需要分期分批进行鉴定、修缮或加固，其中有10～12亿平米急待加固改造才能正常使用。据1995年统计，当时在役的60亿平米城镇民用建筑中，有30亿平米需要加固，其中10亿平米急需修缮处理。据2000年全国公路普查，截止2000年底，公路危桥9597座，达323,451延米。公路桥梁每年实际需要维修费38亿元。全国铁路桥梁中，据1994年铁路秋季检查统计，当时有6137座存在不同程度劣化损害，占当年铁路桥梁总数约33600座的18.8％，所需修补加固的费用约4亿元。到2002年底，铁路桥梁总数约4万多座，其中混凝土桥梁约占93％，有碱骨料反应现象的3千多万孔，占2.5％；碳化深度在20mm以上的约5千多孔。

1. 混凝土结构的钢筋腐蚀问题

钢筋腐蚀引起混凝土结构的过早破坏，已成为全世界普遍关注并日益突出的一大灾害。据报导，由于各种腐蚀（包括基础设施工程、生产设备、交通运输工具等）每年带来的直接、间接损失在美国约占GDP的4.9％（1976年）和4.2％（1996年），英国30年来的腐蚀损失平均占GDP的3.5％，澳大利亚占GDP的4.2％，而波兰更占GDP的6～10％，为西方国家的两倍。在这一腐蚀损失中，土建基础设施工程的劣化损坏占有较大比例，有可能到40％，其中主要是钢筋混凝土结构的腐蚀。如美国标准局1975年的调查表明，美国全年各种腐蚀的损失为700亿美元，1985年达1680亿美元，其中混凝土中钢筋腐蚀损失占40%。由于广泛使用除冰盐，造成过早破坏，1989年美国交通部门的一份报告估计，由撒除冰盐和海水侵蚀引起的州间高速公路桥梁的钢筋腐蚀破坏，经济损失累计高达1500亿美元。钢筋混凝土结构是建筑结构的主体，钢筋腐蚀是导致混凝土结构破坏的主要原因，按美国的统计，在所有结构破坏中，钢筋腐蚀破坏可占到55％。例如美国上世纪30年代建造的Alsea海湾上的多拱大桥，因混凝土水灰比太大，钢筋广泛严重腐蚀，引起结构破坏，采取多次局部修补，最后不得不拆除更换。旧金山海湾第一座跨海湾的San MateoHayward大桥、Hood航道桥东半部以及瑞典的Oland桥也出现了类似情况。德国柏林议会大厦预应力混凝土屋顶倒塌是析氢的应力腐蚀破裂所致。又如1986年日本运输省检查103座混凝土海港码头，发现所有超过20年历史的，都有相当大的顺筋锈裂，需要修补。日本目前每年用于房屋结构维修费用达到400亿日元，大约有21.4％的混凝土结构损坏是因钢筋腐蚀引起的。引以为豪的新干线使用不到10年，就出现大面积混凝土开裂、剥蚀现象。

我国近年对水工结构、港工结构、铁路桥梁、公路桥梁、建筑结构的大量基础设施工程调查也显示了混凝土结构由于钢筋腐蚀造成的耐久性问题的严重性。南京水科院吴绍章等1965～1968年对华南、华东27座海港码头进行调查，因钢筋腐蚀而破坏或预计使用40年后必须大修的码头占74％。1985年安徽省对14座水工混凝土建筑物进行的腐蚀破坏调查，几乎全都不同程度地发生混凝土碳化和钢筋腐蚀破坏。1985年，对全国40余处中小型钢筋混凝土水闸结构耐久性调查也表明由于混凝土碳化引起钢筋腐蚀使闸墩、胸墙、大梁破坏的工程占47.5％。江苏水科所许冠绍等对华东84座沿海混凝土挡潮闸进行了调查，钢筋严重腐蚀需要维修或大修的为71座。其中有些挡潮闸胸墙、启闭桥大梁已经锈断。人民大会堂1959年建成，20世纪80年代曾部分小修，1994、1995年大修，以梁柱为主钢筋腐蚀严重，原因是建造初期曾加氯盐作为防冻剂。我国建筑与基础设施腐蚀有其自身特点，工业建筑、海工工程腐蚀严重且量大面广；公路桥、城市立交桥等，新建的占多数，暂时的腐蚀损失较国外少，但潜在的威胁大。有关专家呼吁，要像关注环境保护、减灾和医学一样关注腐蚀问题，在大规模经济建设的高潮时期，特别关注基础设施的腐蚀与防护。由此可见，钢筋腐蚀导致的混凝土结构耐久性损伤问题不容忽视。图1为一些钢筋腐蚀导致混凝土结构耐久性损伤破坏的工程实例。

2. 氯盐环境中混凝土结构的钢筋腐蚀

引起混凝土结构中钢筋腐蚀的原因主要有两个[15]：一个是由于氯离子的侵蚀引发的钢筋局部去钝化反应；另外一个是水泥浆本体与空气中的二氧化碳反应生成的孔隙溶液中的酸化导致的钢筋整体性去钝化。氯盐环境中RC结构遭受钢筋腐蚀导致的失效破坏是最为普遍和广泛的。

2.1  氯离子的存在环境

氯盐是广泛存在的，也是对混凝土中的钢筋腐蚀的元凶[16]。主要有以下几个来源：

（1）海洋环境  海水含盐量一般在3％左右，主要是氯盐，以Cl－计，海水中的含量约为19000mg/L，是天然的强电解质。为方便起见，通常将海洋腐蚀环境按垂向划分为5个区带：海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区、海水全浸区以及海底泥土区。水平向划分：有关国家对于海洋环境、海风、海雾的影响，按临海距离进行了分级： 0～100m，严重腐蚀；100～1000m，腐蚀；1000～10000m，轻腐蚀；>10000m，腐蚀可忽略。

（2）道路除冰盐  公路、高速公路是经济命脉，为保证交通畅行，冬季向道路、桥梁、城市立交桥等撒盐或盐水，引起钢筋腐蚀破坏。这是人为造成的氯盐环境的腐蚀破坏。例如北京每年冬天撒1000～2000t氯盐。拆除、改造的西直门立交桥（使用不到20年），钢筋腐蚀破坏严重，已经可以验证使用除冰盐的危害。

（3）盐湖、盐碱地  我国有一定数量的盐湖和大面积的盐碱地，大体可分为沿海和内陆两种类型。沿海地区的盐碱地多以含氯盐为主，内陆盐碱地，有的以含氯盐为主（如青海），有的以含硫酸盐为主，多数情况是含混合盐。这些地域钢筋混凝土结构可受很强的腐蚀。另一个突出的特点，我国的盐湖、盐碱地盛产石油和其它矿产，是资源开发利用宝地，特别是西部大开发过程中，对盐腐蚀问题应高度重视和妥善解决。

（4）工业环境等  工业环境十分复杂，就腐蚀介质而言，有酸、碱、盐等，并有液、汽、固态等不同形式。其中以氯盐、氯气、氯化氢等为主的腐蚀环境不在少数，处在此类环境中的钢筋混凝土结构，其腐蚀破坏往往是迅速而又严重的。

2.2  氯离子侵蚀导致混凝土结构钢筋腐蚀问题的严重性

由于氯离子存在的广泛性和破坏的严重性，它是导致混凝土中钢筋腐蚀的最主要因素。沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，导致钢筋腐蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性，已成为实际工程中的重要问题。近20～30年来，由于使用除冰盐，扩大海工工程，扩大原材料范围，在严酷条件下使用混凝土等，更增添了破坏因素。处于盐碱地的基础设施近年也出现了很多氯盐侵蚀导致混凝土结构中钢筋腐蚀问题。同样的问题也发生在一些氯盐环境的工业建筑、车库等。

交通部有关单位针对我国沿海港口工程混凝土结构破坏状况组织过多次调查[17]。由交通部四航局科研所主持、南科院等单位参加的华南地区18座码头调查的结果指出，80％以上都发生了严重或较严重钢筋腐蚀破坏，出现腐蚀破坏的时间有的仅5-10年。随后有关单位对华东地区、北方地区沿海码头调查也得出类似结果。如连云港杂货一、二码头于1976年建成，1980年就发现有裂缝和腐蚀，1985年其上部结构已普遍出现顺筋裂缝；1980年建成的宁波北仓港10万吨级矿石码头，使用不到10年其上部结构就发现严重的腐蚀损坏；天津港客运码头1979年建成，使用不到10年，就发现前承台面板有50％左右出现腐蚀损坏。导致构件开裂破坏情况十分严重。其原因除了施工质量存在一定问题外，另一主要原因是当时对氯离子侵入引发钢筋腐蚀的严重性认识不足。我国台湾重修澎湖大桥和不断发生的“海砂屋”事件，也是氯盐腐蚀造成的。国内最早发现除冰盐破坏在上世纪90年代初在哈大公路上，继而在北京市立交桥、黑龙江省哈绥公路。1989年投资3000万元建成的青海某盐厂，由于处于盐碱地又生产盐，厂房严重腐蚀，6年后停产。

所以，来自海洋环境、除冰盐环境、盐碱地和一些工业环境的氯盐污染引起的钢筋腐蚀，是严重威胁混凝土结构耐久性最主要和最普遍的病害，造成了巨大的直接和间接的损失。必须引起高度重视。

内容来源：中国商品混凝土网

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