【摘 要】混凝土结构在正常运行过程中因为各种原因而对其耐久性能产生影响，甚至影响到工程安全、使用寿命以及经济效益，所以对水工混凝土结构耐久性进行分析和研究具有重要意义。本文首先对混凝土结构耐久性的概念进行分析，对水工混凝土结构耐久性失效原因进行研究，对耐久性不良而容易产生的病害进行总结，并提出改进措施。
【关键词】水工；混凝土结构；耐久性；研究；使用寿命；
1、引言
现阶段，随着混凝土在工程方面的广泛应用，混凝土结构耐久性成为人们关注的重点。混凝土结构耐久性和其使用寿命之间存在一定的关系，可以理解为在设计使用期限内混凝土结构保持正常功能的一种能力，这种能力涵盖了结构安全性和结构适用性以及结构的其他功能。目前而言，我国对于水工混凝土结构的耐久性能研究还比较少，本文对有关水工混凝土结构耐久性进行分析和研究，不足之处，敬请指正。
2、混凝土结构耐久性概述
混凝土结构耐久性，具体而言是指结构在一定的使用环境中，对于物理、化学以及其他导致结构材料的性能产生各种不利的影响的抵抗能力。耐久性能好的混凝土结构长时间暴露在使用环境中，具备一定的维持原本形状、使用质量的能力。换言之，耐久性和使用寿命有重要关系，耐久性好，则使用寿命长。对永久性水工建筑物进行设计时，结构耐久性是要保证的重要功能，水工混凝土结构设计过程中结构在正常使用条件下，会随着时间的推移达到预定的功能。正常而言，水工混凝土结构使用寿命要超过五十年。然而数据调查发现，由于材料问题而导致结构失效从而引发安全事故频频发生，水工混凝土耐久性成为人们关注的重点。
3、水工混凝土结构耐久性失效原因分析
总结分析发现，导致水工混凝土结构耐久性失效的原因有两种，包括内因和外因。其中内因是指结构在运行过程中由于材料物理、化学、力学等性能变化而产生问题，包括混凝土强度、保护层厚度、结构缺陷、水泥标号、骨料活性等；外因是指附近环境产生的影响，具体包括环境温度、湿度、二氧化碳含量、侵蚀性介质等。实际上，耐久性差一般是内因和外因结合在一起产生的结果，当然结构缺陷、设计不当、施工不良以及维修不当也是重要原因。具体而言，耐久性失效原因包括以下几个方面：
3.1 混凝土低强度风化
水利工程中大多数混凝土结构在较长一段时间内都是室外环境，混凝土因为风化作用而造成强度下降，甚至会影响到后期使用性能。
3.2 碱-骨料反应
碱-骨料反应是由于混凝土微孔中水泥等可溶性碱溶液和骨料之间发生的一种反应，而导致界面上生成一种体积膨胀的晶体，从而造成混凝土的体积变大，甚至会产生胀裂破坏的情况。实际上，碱-骨料反应可以细分为碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应，前者生成的是碱硅酸盐凝胶，后者是碱和骨料中微晶体白云石产生反应，而在附近洁净生长，导致骨料膨胀开来。
3.3 渗漏溶蚀
水工混凝土结构长期处于渗透压力的作用下，而产生渗透通道，或者是产生裂缝溶出性侵蚀，从而导致混凝土使用寿命下降。
3.4 冻融破坏
混凝土在寒冷地区会因为水化结硬而导致其内部产生孔隙，孔隙中水分冻结成冰而使其体积变大，从而产生结构损伤，如果混凝土孔隙溶液中含有氯离子，那么冻融破坏程度将加大。
3.5水质侵蚀
水工混凝土结构不可避免要和水荷载发生接触，如果水质被污染则会对混凝土产生侵蚀作用。
3.6 冲刷磨损和空蚀
水流动的速度比较快会对混凝土结构产生冲刷磨损，亦或者因为结构表面不太平整，在混凝土表面产生真空，导致混凝土剥落的情况。
3.7混凝土碳化和钢筋锈蚀
混凝土碳化和钢筋锈蚀是影响结构耐久性的重要因素，主要是因为混凝土发生碳化，以及其中的氯离子等介质而对钢筋产生影响。
3.8 裂缝和止水失效
混凝土抗拉强度不足，荷载作用过程中受弯构件产生裂缝；湿度变化，养护不当等，都会产生混凝土裂缝，继而使得结构耐久性失效。
4、提高水工混凝土结构耐久性的对策
（1）把好材料关，注意施工质量控制，比如说使用环境中有硫酸盐侵蚀，最好选择抗硫酸盐水泥；如果抗冻要求则尽量选择大坝水泥和硅酸盐水泥，适当添加引气剂；如果是水位频繁变化的混凝土则切忌使用火山灰硅酸盐水泥。骨料要对杂质含量进行适当控制，尤其是要防止碱-骨料反应的产生。施工质量控制中尤其要注意混凝土级配、运输、振捣、养护等过程中遵循相关施工标准和规范。
（2）注意混凝土最低强度级别，要符合相关规范；混凝土最大水灰比方面，小于0.3则钢筋产生锈蚀的可能性降低；混凝土最小水泥用量要高出规范中标准值；混凝土抗渗性方面，混凝土密实程度和水灰比有直接关系，混凝土抗渗性的提高可以采用添加加气剂、减水剂的方法；混凝土抗冻等级方面要按照规范要求中冻融循环次数、水分饱和度等对水泥、掺合料进行选择，针对于暴露在侵蚀性介质中的结构，尽量选择抗侵蚀性的水泥，比如抗硫酸盐水泥等；钢筋混凝土保护层要具备一定厚度，确保浇捣密实，养护得当；结构配筋和型式方面，设计过程中要有利于排水，防止水气凝聚。
（3）综合考虑混凝土体积收缩产生的影响，针对于顶部有拉杆设计的混凝土U型渡槽，槽壳内产生横向内力，正常而言要考虑两个方面：一是因为混凝土体积收缩而产生的结构多余内力；二是因为设计荷载作用而产生的结构内力。二者结合在一起综合考虑，为结构配筋提供理论依据。
（4）混凝土结构耐久性的提高，最关键还是要建立和完善相关规范和管理制度的落实，现阶段在水利工程设计及施工过程中，往往忽略了混凝土强度，然而工程实践证明，强度和耐久性并非存在直接关系，强度符合标准，然而却未必抗冻，也未必耐侵蚀。所以在设计及施工规范中要完善和耐久性有关的条款。截止到目前水利水电部门也未建立完整而又系统的水质侵蚀规程，也没有抗空蚀、抗钢筋锈蚀的规章制度，所以设计部门、施工单位等对于水工混凝土结构耐久性的提高没有规章制度可以遵循。
5、结语
综上所述，随着社会经济的发展，水利水电工程的规模逐渐增大，人们对于水工混凝土结构耐久性也有了新的认识。但是我国幅员辽阔，各地水利水电工程面临的使用环境不一样，因此水工混凝土结构耐久性的要求也存在差异，因此要总结相关经验，加强混凝土结构耐久性研究工作，本文对有关水工混凝土结构耐久性进行研究和探讨，以期对于水工建筑物耐久性能的提升，起到一定的促进作用。
参考文献
[1] 张琳琳，顾冲时，王嘉琪.重大水工混凝土结构健康综合诊断结构体系研究[J].红水河. 2003（04）
[2] 杨道富.水工混凝土结构病害机理评估体系研究[J].人民黄河. 2004（09）
[3] 郑永杰，辛宝美，蒋殿顺.水工混凝土结构裂缝成因预防和处理的一般方法[J].内蒙古水利. 2005（02）
[4] 李雪红，叶燕华.水工混凝土结构裂缝主要成因挖掘的粗集方法[J].东南大学学报（自然科学版）. 2006（S2）
[5] 许涛，侯建国，安旭文.关于《水工混凝土结构设计规范》轴心受压和小偏压构件相关问题的探讨[J]. 武汉大学学报（工学版）. 2008（S1）
[6] 龚云.水工混凝土结构裂缝的成因及控制对策[J].中国水运（下半月）. 2008（06）
