影响耐久性的因素

　　海洋工程设施和装备用结构材料主要有钢铁和钢筋混凝土材料。

　　材料的耐久性是指在可接受的维护和一般性维修条件下，材料在设计寿命内能够满足预期的性能的能力。

　　影响钢铁和钢筋混凝土材料耐久性的因素有很多，包括内因和外因。内因取决于材料的种类，其化学组成和微观结构以及材料的加工工艺会影响其性能，包括其环境适应性和耐久性。外因则包括材料服役的环境和工况。

　　在海洋环境中，工程结构老化和破坏的具体原因包括：疲劳、腐蚀和混凝土劣化、地质条件上的危险（包括地质沉降、海底冲刷作用等）、事故造成的损伤（如船舶碰撞、坠物撞击等）、极端天气和海况、使用状态发生改变、海生物污损、人为过失或管理不当等。其中，腐蚀和疲劳是造成海洋工程结构材料和结构物产生提早失效的主要原因。

　　在海洋环境中，钢铁等金属材料如不采取有效的防护措施，会很快因腐蚀而产生失效，使海洋工程结构物因失去结构强度而导致破坏。

　　海洋结构还会受到周期或交变载荷的作用而导致疲劳，很多情况下同时受到腐蚀环境的作用，因此发生的是腐蚀疲劳，这种情况下会导致结构更容易失效。疲劳寿命取决于材料、环境和载荷，可通过合理的设计来保证其抗疲劳性能。

　　有些小的损伤刚开始并不会造成大的问题，但在结构物的寿命期内很多小的损伤会产生累积效应，最后会对结构的耐久性产生重要的影响。

　　海生物污损对船舶等移动的结构物来说是个很关键的因素，因为会导致航行的阻力增大，影响船舶的性能。海水管路系统中的海生物附着还会导致管路堵塞，影响系统或设备工作。但对固定式海洋工程结构来说，主要是增加了重量和载荷，有时会加速腐蚀破坏（但有些生物附着也会减轻腐蚀），在寒冷的海域海生物生产较慢，而在温暖的海域海生物污损比较严重，通常海生物污损对海洋工程结构材料的耐久性并不是非常关键的因素。
 

　　钢筋腐蚀是混凝土结构损伤破坏的最主要原因之一。由于混凝土空隙液为强碱性（PH12.5~13.5），碳钢钢筋通常在这样环境下会产生钝化，因此一般不会发生腐蚀。

　　然而由于海洋环境中的氯离子会扩散渗入混凝土到达钢筋的表面，破坏钢表面的钝化膜而导致腐蚀。钢筋腐蚀会导致体积增大，产生应力，使混凝土开裂，而裂纹又为腐蚀性介质的渗入提供了更便捷的通道，促进钢筋的进一步腐蚀，造成恶性循环，最终导致混凝土结构失去承载能力而失效。

　　除了氯离子以外，碳化也是造成钢筋混凝土破坏的一个重要的原因，因为碳化会造成PH值降低，促进钢筋的腐蚀。

　　造成钢筋混凝土结构物破坏的其它原因还包括混凝土碱集料反应和冻融破坏。

　　影响海洋工程混凝土结构耐久性的因素包括：

　　（1）混凝土的类型

　　混凝土类型对耐久性有显着的影响，因为它决定了氯离子等侵蚀性介质扩散和渗透到钢筋表面的速率。不同类型的混凝土材料的物理（孔隙度和致密性等）和化学特性存在差异，含有粉煤灰和矿渣粉混凝土有更好的耐氯离子侵蚀性能。

　　（2）钢筋表面混凝土覆盖层的厚度

　　如果混凝土覆盖层的厚度足够，可以大大提高钢筋混凝土结构的耐久性。在海洋环境中，混凝土覆盖层的厚度应增大，以获得对钢筋的充分保护。即便是采用高性能混凝土，减小混凝土覆盖层厚度会增大风险，因为裂纹和空隙会形成到达钢筋的低阻通路。但过厚覆盖层也不合适，因为会增大表面裂纹的宽度。

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