混凝土环境适应性与可持续性发展＊

范 升，刘 莉

（潍坊学院，山东 潍坊 261061）

环境适应性是混凝土适应各种复杂工程环境的能力。现代工程规模大，所处环境复杂。混凝土作为主要的工程材料，与工程周边环境直接接触，应具有适应周边侵蚀介质以及环境条件发生变化的性能。就工程本身而言，混凝土环境适应性的好坏，直接影响工程结构的正常使用，也会影响到结构的使用寿命，极端情况下还会影响到结构的承载能力，有可能导致结构安全问题。从社会发展的角度来看，混凝土适应环境能力的高低与可持续发展和节能环保密切相关。现代工程技术发展要求材料技术的发展应与资源环境等实现良性循环。

1 影响混凝土环境适应性的因素

1.1 压力水、流水

混凝土能够适应周边环境，首先表现为应具有能够抵抗外界侵蚀介质破坏的能力。现代高层建筑在土中嵌固深，很多建筑基础都会位于地下水位以下。即便地下水本身没有酸碱成分，由于混凝土不是绝对密实，在长期水压力作用下，水会渗入混凝土内部，起到软化作用，使混凝土强度降低；同时由于在压力水或者是流水的作用下，混凝土中水泥水化产物溶解度加大，这种作用长期持续，溶解出的成分流失，混凝土孔隙率增大，会更加不密实，水对混凝土强度的软化作用进一步加强，形成恶性循环，最终必然会影响结构安全，进而影响到混凝土使用寿命。

1.2 酸碱成分

地下水中往往含有对混凝土有直接腐蚀作用的成分，这就对混凝土适应环境的能力有更高的要求。混凝土处于含有大量镁盐的海水和地下水中，镁盐会与混凝土中的氢氧化钙发生反应，生成没有胶结能力的氢氧化镁，严重时镁离子还会置换出混凝土中提供强度的钙离子，影响混凝土的整体性和坚固性。在硫酸盐环境中，混凝土中氢氧化钙和硫酸盐发生反应生成钙矾石，体积大幅度膨胀，也有极大地破坏作用。

1.3 温度变化

外界环境的变化对混凝土的性能也有很大的影响。在寒冷地区，温度降至负温的时候，混凝土中所含水结冰体积膨胀，在材料内部中产生膨胀应力，如果混凝土自身强度不足以抵抗这种膨胀，那么就会产生裂缝甚至发生整体破坏。

混凝土在温度变化时表现出来的性质还有热传导性。混凝土热传导性的好坏会影响到建筑结构的保温和隔热功能。选择合适的原材料，进行合理的配合比设计，根据需要添加适宜的外加剂，控制好混凝土的热传导性，可实现最大程度的节能减排。

2 混凝土技术可持续性发展的意义和提高混凝土环境适应性的措施

2.1 混凝土技术可持续性发展意义

混凝土技术的发展对混凝土的环境适应性提出了更高的要求。混凝土技术应与资源、环境相适应，应有利于资源的综合利用，有利于环境的保护和节能减排。混凝土技术能够最大程度的适应环境，有利于混凝土各项性能的发挥，混凝土结构在使用过程中维护费用低，使用寿命长，可以减少修补或拆除产生的浪费和建筑垃圾，减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染，综合来看是符合可持续性发展要求的。

2.2 工程现状及原因

按照现行混凝土设计规范的规定，普通混凝土建筑物的设计使用寿命为50年，对于桥梁和重要的高层建筑工程按照100年使用期限进行设计。但是近几十年以来，混凝土工程因材料非强度问题造成破坏的案例经常出现，这主要是由于以前工程设计偏重结构满足荷载要求，而很少考虑工程材料的环境适应性，造成混凝土耐久性差，受环境侵蚀作用而容易过早产生破坏，由此造成的经济损失也非常巨大。随着社会经济的发展，环境适应性差的混凝土工程的问题将会更多地显现出来。因此，应该给予混凝土环境适应性更多的重视。

混凝土不能很好地适应环境，产生破坏的原因很多。大型工程采用的高强度水泥本身抗裂性差；施工过程中，没有严格遵守施工规程，混凝土养护不当；没有根据环境条件采用合适的水泥品种；没有采用正确的构造措施保护混凝土等诸多因素都会影响混凝土的性能；另外目前工程界对混凝土材料耐久性的研究还不够深入，混凝土的设计和施工缺乏正确的指导，对在多方面因素共同作用下混凝土的破坏作用还缺少足够认识。

2.3 提高混凝土环境适应性的措施

提高混凝土环境适应性，要从混凝土生产和工程设计施工以及维护等方面入手。混凝土应进行针对使用环境的配合比设计，生产原材料可考虑优先采用粉煤灰、高炉矿渣等工业副产品。现行混凝土设计规范已经在很多方面考虑了耐久性因素，工程设计在考虑结构强度和刚度的同时，必须根据工程结构使用环境依据设计规范进行耐久性设计，不同的地区环境不同，各地还应根据当地的实际情况进行研究，发现有针对性的增强混凝土耐久性的措施并在工程中加以应用。结构施工时，必须选择性能优良的材料，采用先进的施工技术和管理措施，严格遵守施工程序，做好质量控制工作，保证混凝土各方面性能的实现，从而提高混凝土耐久性。结构施工完成，在使用过程中，要按照设计要求做好结构构件的维护工作。

3 结束语

混凝土是目前工程中用量最大、应用范围最广的材料，混凝土的生产消耗大量的资源和能源，对环境和人类的居住空间都有很大的影响。在混凝土技术的发展过程中必须要坚持可持续发展原则，加强混凝土生产的研究，做好混凝土结构的设计和施工管理，并做好工程结构的使用维护，不断提高混凝土的使用寿命，充分发挥混凝土的各种性能，实现混凝土技术的绿色化，使其对环境的污染程度减少到最低，以提高混凝土与人类环境相结合的水平。

［1］陈志源，李启令.土木工程材料［M］.武汉：武汉理工大学出版社，2003.

［2］邓敏，唐明述.混凝土的耐久性与建筑业的可持续性发展［J］.混凝土，1999，（2）：8－12.

［3］王元纲，李洁，周文娟.土木工程材料［M］.北京：人民交通出版社，2007.