在不少人的概念中，建筑建得越結實，它的使用壽命就應該越長，但人們往往會看到這樣的“悖論”——經常有按照“百年工程”設計的建筑物在服役一段時間后,出現保護層剝落、鋼筋銹蝕等現象。

工程結構的服役行為和壽命與混凝土耐久性能優劣直接相關，但困擾工程界的另一大難點是混凝土耐久性評價及壽命評估方法。

12位科研人員在努力15年后，終于迎來豐收的果實。

今年3月，國際上混凝土結構學術權威機構之一——有著70年歷史的國際材料與結構研究實驗聯合會(RILEM)，正式在全世界范圍內發布“環境與荷載因素耦合作用下混凝土耐久性測試方法”。這個有點拗口的名稱，是首個獲得國際認可的混凝土耐久性測試方法，這也是來自中國的世界首個混凝土耐久性推薦規范。

美國國家工程院、中國工程院、印度工程院三院院士夏蘇魯教授曾這樣評價，在環境因素和機械應力的多因素耦合作用方面，該方法解決了具有挑戰性的科學難題。

中國建筑材料科學研究總院(以下簡稱建材總院)院長、RILEM技術委員會首個中國大陸主席姚燕說，規范提出了荷載與典型環境下混凝土的耐久性評價與壽命評估方法，這將為混凝土結構的前期耐久性設計及后期壽命評估提供重要支撐。通俗地說，將為百年工程護航。

千億工程缺乏有效耐久性評價方法

混凝土是世界最大宗建筑材料，因為結合了鋼筋與混凝土的諸多優點,加上造價較低, 鋼筋混凝土成為目前土木工程結構設計中的首選形式,被廣泛用于公路、橋梁、機場、軌道交通、水利設施、海洋工程等領域。

但從世界范圍來看，在不少環境條件下，混凝土材料并不像當初設想的那樣耐久,一些混凝土橋梁在服役約三四十年后，出現了一系列影響橋梁耐久性的現象, 如混凝土大面積開裂、表面剝落、保護層開裂、鋼筋生銹等問題。

相關資料顯示，因混凝土耐久性問題喪失使用功能，全世界每年用于工程修復和重建費用高達數千億美元。

隨著混凝土工程的設計理論、材料性能及施工水平的不斷進步，工程設計壽命也不斷延長，但在惡劣的自然環境與長期存在的力學荷載的雙重考驗下，工程能否達到設計壽命，亟須建立相關的評估模型進行預測。

客觀耐久性測試方法成業界難題

“多方一致認同，氯鹽環境中氯離子侵蝕引起的鋼筋腐蝕和寒冷地區凍融循環作用，是造成混凝土耐久性劣化的最主要因素。”建材總院博士王振地說，破壞混凝土的因素多達9類，或者更多，包括鋼筋銹蝕、凍融循環、碳化、化學腐蝕、干濕循環等，協同作用造成的破壞會產生疊加效應，其破壞速度和程度遠大于單一因素作用。但到目前為止，這種耦合作用被普遍地忽略。

基于單一環境因素的耐久性評價和壽命預測方法聽起來保守安全，但模型輸入參量大多采用現有規范中的建議值，缺少大量數據的總結和分析;重要性能參數與混凝土實際服役時間的關聯性研究也不足，這種方法的弊端是讓混凝土結構在服役時存在達不到設計年限、提前破壞的風險。

比如，前些年北京西直門北立交橋改造時，包括來自建材總院的多名專家為該橋破壞原因“會診”，給出的結論之一是混凝土凍融破壞加氯鹽破壞。

王振地解釋說，混凝土凍融破壞是寒冷地區混凝土工程最常見的病害之一，主要原因是混凝土孔隙中的水，在凍融循環作用下，形成凍脹壓力和滲透壓力聯合作用的疲勞應力。當經過反復多次的凍融循環以后，損傷逐步積累不斷擴大，發展成互相連通的裂紋，最后導致混凝土強度逐步降低，甚至完全喪失。

不幸的是，北京在冬天要經歷多次凍融循環，因此建筑會開裂、剝落、缺損等，尤其冬天雪后或者結冰后撒鹽，氯鹽加劇了對混凝土工程的破壞。