结构的耐久性是指结构在设计使用年限内,抵抗环境作用、材料劣化等因素,保持其安全性、适用性和耐久性的能力。影响结构耐久性的因素复杂多样,可归纳为以下几类,每类因素通过不同机制对结构产生持续作用,最终导致结构性能退化。 一、环境因素:外部作用的直接侵蚀 环境是影响结构耐久性的核心外部因素,其通过物理、化学、生物等多种作用破坏材料性能,是耐久性劣化的主要诱因。 1. 自然气候作用 温度变化:昼夜或季节性温差导致材料热胀冷缩,长期反复作用会引发构件开裂(如混凝土温度应力裂缝),尤其在大体积混凝土结构中更显著。 湿度与水分:高湿度环境会加速材料吸湿老化(如木材受潮霉变、钢材锈蚀);水分渗透还会携带有害物质(如氯离子、硫酸盐)进入材料内部,加剧侵蚀。 紫外线辐射:阳光中的紫外线会破坏高分子材料(如塑料、涂料)的分子结构,导致其老化、脆化(如屋面防水层开裂、外墙涂料剥落)。 风霜雨雪:强风可能携带沙尘、盐分颗粒撞击结构表面,磨损保护层;雨水则作为侵蚀介质的载体,加速渗透。 2. 化学侵蚀作用 氯离子侵蚀:常见于海洋环境(海水、海风)、除冰盐使用区域(道路、桥梁),氯离子会穿透混凝土保护层,破坏钢筋表面的钝化膜,引发钢筋锈蚀(铁锈体积是钢筋的 2-6 倍,会导致混凝土保护层开裂剥落)。 碳化作用:空气中的 CO₂与混凝土中的 Ca (OH)₂反应生成 CaCO₃,降低混凝土碱度(pH 值从 12-13 降至 8.5 以下),使钢筋失去钝化保护,进而锈蚀。 硫酸盐侵蚀:土壤或水中的硫酸盐(如 Na₂SO₄、MgSO₄)与混凝土中的水化产物反应,生成膨胀性物质(如钙矾石),导致混凝土开裂、强度下降,常见于盐碱地、污水处理厂等区域。 酸碱腐蚀:工业环境中的酸雾(如硫酸厂、化工厂)或碱性溶液会直接溶解混凝土(酸性腐蚀)或破坏材料结构(碱性腐蚀),对金属构件(如钢结构)的腐蚀更为剧烈。 3. 物理机械作用 冻融循环:在寒冷地区,混凝土孔隙中的水分结冰时体积膨胀(约 9%),反复冻融会导致内部孔隙扩张、结构疏松,最终表面剥落、强度丧失(即 “冻坏”)。 磨损与冲击:交通荷载(如桥梁桥面、路面)的长期摩擦会磨损表层材料;车辆冲击、机械振动会引发构件疲劳损伤,尤其在钢结构连接部位易产生裂纹。 渗透与渗漏:结构防水失效导致的长期渗漏,会使水分持续侵入内部,加剧钢筋锈蚀、木材腐朽等问题。 4. 生
