影響耐久性的因素

　　海洋工程設施和裝備用結構材料主要有鋼鐵和鋼筋混凝土材料。

　　材料的耐久性是指在可接受的維護和一般性維修條件下，材料在設計壽命內能夠滿足預期的性能的能力。

　　影響鋼鐵和鋼筋混凝土材料耐久性的因素有很多，包括內因和外因。內因取決于材料的種類，其化學組成和微觀結構以及材料的加工工藝會影響其性能，包括其環境適應性和耐久性。外因則包括材料服役的環境和工況。

　　在海洋環境中，工程結構老化和破壞的具體原因包括：疲勞、腐蝕和混凝土劣化、地質條件上的危險（包括地質沉降、海底沖刷作用等）、事故造成的損傷（如船舶碰撞、墜物撞擊等）、極端天氣和海況、使用狀態發生改變、海生物污損、人為過失或管理不當等。其中，腐蝕和疲勞是造成海洋工程結構材料和結構物產生提早失效的主要原因。

　　在海洋環境中，鋼鐵等金屬材料如不采取有效的防護措施，會很快因腐蝕而產生失效，使海洋工程結構物因失去結構強度而導致破壞。

　　海洋結構還會受到周期或交變載荷的作用而導致疲勞，很多情況下同時受到腐蝕環境的作用，因此發生的是腐蝕疲勞，這種情況下會導致結構更容易失效。疲勞壽命取決于材料、環境和載荷，可通過合理的設計來保證其抗疲勞性能。

　　有些小的損傷剛開始并不會造成大的問題，但在結構物的壽命期內很多小的損傷會產生累積效應，最后會對結構的耐久性產生重要的影響。

　　海生物污損對船舶等移動的結構物來說是個很關鍵的因素，因為會導致航行的阻力增大，影響船舶的性能。海水管路系統中的海生物附著還會導致管路堵塞，影響系統或設備工作。但對固定式海洋工程結構來說，主要是增加了重量和載荷，有時會加速腐蝕破壞（但有些生物附著也會減輕腐蝕），在寒冷的海域海生物生產較慢，而在溫暖的海域海生物污損比較嚴重，通常海生物污損對海洋工程結構材料的耐久性并不是非常關鍵的因素。
 

　　鋼筋腐蝕是混凝土結構損傷破壞的最主要原因之一。由于混凝土空隙液為強堿性（PH12.5~13.5），碳鋼鋼筋通常在這樣環境下會產生鈍化，因此一般不會發生腐蝕。

　　然而由于海洋環境中的氯離子會擴散滲入混凝土到達鋼筋的表面，破壞鋼表面的鈍化膜而導致腐蝕。鋼筋腐蝕會導致體積增大，產生應力，使混凝土開裂，而裂紋又為腐蝕性介質的滲入提供了更便捷的通道，促進鋼筋的進一步腐蝕，造成惡性循環，最終導致混凝土結構失去承載能力而失效。

　　除了氯離子以外，碳化也是造成鋼筋混凝土破壞的一個重要的原因，因為碳化會造成PH值降低，促進鋼筋的腐蝕。

　　造成鋼筋混凝土結構物破壞的其它原因還包括混凝土堿集料反應和凍融破壞。

　　影響海洋工程混凝土結構耐久性的因素包括：

　?。?）混凝土的類型

　　混凝土類型對耐久性有顯著的影響，因為它決定了氯離子等侵蝕性介質擴散和滲透到鋼筋表面的速率。不同類型的混凝土材料的物理（孔隙度和致密性等）和化學特性存在差異，含有粉煤灰和礦渣粉混凝土有更好的耐氯離子侵蝕性能。

　?。?）鋼筋表面混凝土覆蓋層的厚度

　　如果混凝土覆蓋層的厚度足夠，可以大大提高鋼筋混凝土結構的耐久性。在海洋環境中，混凝土覆蓋層的厚度應增大，以獲得對鋼筋的充分保護。即便是采用高性能混凝土，減小混凝土覆蓋層厚度會增大風險，因為裂紋和空隙會形成到達鋼筋的低阻通路。但過厚覆蓋層也不合適，因為會增大表面裂紋的寬度。

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