混凝土结构基本原理

结构耐久性：在正常设计、施工、使用和维护条件下，结构在预定使用期内保持安全性和适用性的能力。预定使用期（设计工作年限）一般建筑为 50 年。

影响耐久性的因素：环境作用（碳化、氯离子、冻融等）、材料性能、保护层厚度、水灰比、施工质量、使用维护等。

耐久性设计应与环境类别、设计年限相匹配：提高混凝土强度等级、减小水灰比、增加保护层、采用阻锈剂或涂层等防护措施。

GB 50010 将结构环境分为六类（一、二a、二b、三a、三b），不同环境对混凝土强度等级、最大水灰比、最小保护层有明确规定。

碳化：CO₂ 与水泥水化产物反应，降低混凝土 pH 值（碱度）。当碳化深度达钢筋表面，钝化膜破坏，钢筋开始锈蚀。

钢筋锈蚀：体积膨胀约 2~6 倍，产生胀裂、保护层剥落、截面削弱、粘结力下降。氯离子侵蚀（海洋、除冰盐）可在未碳化条件下引发锈蚀。

冻融破坏：饱和混凝土反复冻融，水结冰体积膨胀约 9%，产生内部压力导致表面剥蚀、强度下降。抗冻性用水灰比、含气量、强度等级控制。

碱骨料反应（AAR）：水泥中碱与活性骨料反应，生成膨胀性凝胶，导致开裂、变形。预防：低碱水泥、非活性骨料、掺粉煤灰等。

防治措施总览：足够保护层、低水灰比、合适强度等级、表面涂层、阻锈剂、阴极保护；氯盐环境用海砂需严格控制、提高混凝土密实度。

环境类别（GB 50010）：一类—室内干燥；二a—室内潮湿、露天、无侵蚀性土；二b—干湿交替、露天、接触水汽；三a—轻度腐蚀（海风、除冰盐）；三b—中度腐蚀；四类—海水环境；五类—酸、碱、盐类腐蚀。