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摘要：当今资源短缺和经济可持续发展的客观需求，需要混凝土结构有更长的使用年限，能够承受更加严酷的各种环境作用。地下空间通常是不可再生的资源，损坏后一般不能推倒重来，需原地修复，而难度较大，因此它的耐久性就显得尤为重要。城市地下结构处于长期湿润或干湿交替的环境下，甚至处于冻融环境或除冰盐等氯化物环境下，结构耐久性受到了严重的影响。本文首先探讨了地下结构耐久性影响因素，然后提出了提高保护层厚度、使用高性能混凝土、表面涂层、阻锈添加剂、新型不锈钢筋、阴极保护及防止碱骨料反应等措施，以利于地下工程混凝土结构耐久性的提高。
关键词：地下结构；环境等级；裂缝控制；混凝土结构耐久性；技术措施
Abstract: the shortage of resources and sustainable economic development the objective demand, need concrete structure a longer use fixed number of year, can endure more severe various environmental effect. Underground space is usually non-renewable resources, after damage generally cannot be re-evaluated, need to place repair, and difficulty bigger, so its durability are particularly important. Urban underground structure in long-term moist or alternating wet environment, even in frost environment or deicing salt and chloride environment, durability is seriously affected. This paper first discusses the underground structure durability influence factors, and then put forward to improve protection layer thickness, with high performance concrete, surface coating, resistance rust additives, new stainless steel reinforcement, cathode protection and prevention of alkali aggregate reaction and other measures, so as to facilitate the underground engineering the durability of concrete construction improve.
Keywords: underground structure; Environment level; Crack control; Concrete durability; Technical measures
中图分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：
随着城市建设的快速发展，由于我国土地资源的局限性,因此地下工程的数量和规模也在剧增。然而地下工程所处的复杂环境，我国混凝土结构耐久性设计理论与保证措施缺乏，混凝土结构耐久性问题日益突出。早期的混凝土结构设计很少顾及耐久性，混凝土的耐久性问题是在长期使用过程中逐步暴露的。上世纪70年代初，桥梁、海港等基础设施工程遭受除冰盐、海水等盐类腐蚀的问题大量涌现并构成灾难性。资料表明，美国每年由于腐蚀造成的经济损失占国民生产总值的3%~5%，而混凝土的腐蚀占总腐蚀的40%~55%。正因为如此，欧美发达国家对混凝土结构的耐久性十分关注，开展了许多科学研究。本文对常用的结构耐久性技术措施进行简要分析，并将其引入作为城市地下结构耐久性保护措施，为城市地下结构耐久性设计，施工和养护提供技术参考。
1结构耐久性影响因素
结构所处环境是影响其耐久性的外因，主要作用有碳化作用、钢筋锈蚀作用、冻融循环作用、盐氯化物侵蚀作用、化学腐蚀作用；混凝土材料的质量是影响结构耐久性的内因，主要作用是碱-骨料反应。英国调查统计了271个结构工程破坏原因，得出因来自环境和材料内部的氯离子和混凝土碳化引起的钢筋腐蚀破坏占55％，冻融循环破坏占10％，混凝土内部碱-骨料反应破坏占9％，环境介质化学侵蚀破坏占4％，其它因素占22％。统计分析表明氯离子及碳化是引起鋼筋锈蚀耐久性破坏的主要因素，有研究表明氯离子锈蚀可以使钢筋截面损失每年达1mm，局部蚀坑可达到2～3mm。
对于地下结构而言，由于城市地下水受到工业及生活污水的影响，因此工程外侧受到土壤中氯离子、硫酸根离子和杂散电流的侵蚀，形势变得更为严峻。
2地下结构耐久性措施
结合城市地下结构特点，结构耐久性保证措施有：提高混凝土保护层厚度，采用高性能混凝土，混凝土表面和钢筋表面涂层，新型不锈钢筋，掺入阻锈剂，采取阴极保护与防止碱骨料反应等。
2.1适当的保护层厚度
构件的耐久性主要决定于表层混凝土， 混凝土保护层厚度增大，一方面可以更好地保护钢筋表面形成的钝化膜，延长有害氯离子及碳化入侵到钢筋表层破坏钝化膜的时间；另一方面保护层厚度的增加，还可以增加混凝土结构的耐火性能，有利于抵抗火灾造成的耐久性破坏。当然，保护层厚度应该在一个适当的范围内，因为太厚的保护层厚度增加了结构的自重，而且增大构件裂缝宽度。研究发现，裂缝带来更为严重的后果是将混凝土原有的微裂缝和孔隙连通，从而使腐蚀介质能更快地深入混凝土体内，锈蚀钢筋表面。一旦发生锈胀开裂，呈现出成段大块混凝土剥落，对后期寿命影响不利。因此在加大混凝土保护层厚度的同时，应该采取措施减少裂缝开裂，如采用纤维混凝土或加配钢筋网片。在实际工程设计中，有的工程在保护层较厚的地方设钢筋网片却不对钢筋网片有提出防锈和定位措施，这种做法不但没有提高构件的耐久性，反而对构件的耐久性造成更危害的后果，因为没有防锈措施的钢筋网的首先锈蚀会导致网片外侧混凝土的剥落，减少内侧箍筋和主筋应有的保护层厚度。从设计、施工以及成本控制方面看，地下工程控制裂缝采用纤维混凝土要优于加配钢筋网片。
综上所述，在地下结构中采用纤维混凝土，同时增加混凝土保护层厚度是提高钢筋混凝土使用寿命最简单和经济的做法，这种做法在国内外均广泛采用。
2.2使用高性能混凝土
如今在进行混凝土结构设计时，由于对耐久性的要求愈来愈高，除了正常室内环境中的受弯构件外，混凝土的强度等级在大多数情况下已取决于结构的耐久性要求，而不再是承载力要求。自上世纪80年代研究高性能混凝土（HPC）以来，各种新型高效外加剂不断涌现。粉煤灰、磨细矿渣和硅灰等矿料的掺入，使混凝土在获得所需抗压强度的同时，能获得良好的耐久性、抗渗性、抗化学侵蚀性、抗裂性等技术性能，并可降低成本，获得明显的经济效益。在如今地下工程建设中，水泥和胶凝材料用量可适当调整，使得混凝土具有较高的密实性和抗渗性。因此，其抗化学腐蚀性能显著优于普通强度混凝土。
2.3表面涂层
表面涂层技术主要包括混凝土表面涂层技术及钢筋表面涂层技术。
混凝土表面涂层具有阻绝有害物质与混凝土接触的功能，是阻止有害物质入侵到钢筋的第一道防线。混凝土表面涂层施工便利，大大缩短施工工期，降低施工成本。但涂层的主要缺点是使用年限不长，通常只有10到15年。
表面涂层钢筋主要有环氧树脂涂层钢筋和热镀锌钢筋。环氧树脂涂层钢筋是一种在普通钢筋表面涂敷一层环氧树脂保护层的钢筋，涂层厚度一般在0.18~0.30 mm。采用这种钢筋能有效地防止处于恶劣环境条件下的钢筋被腐蚀，从而大大提高工程结构的耐久性。环氧树脂涂层不与酸、碱等反应，具有极高的粘着性，在钢筋表面形成了阻隔钢筋与外界电流接触的保护层，从而被认为是化学电离子防腐屏障。环氧树脂涂层钢筋的最主要缺点是降低了钢筋与混凝土的握固力，牺牲了材料的力学性能，在施工过程中涂层较易破损。热镀锌钢筋在电解液存在的条件下,电流将从钢筋流向锌。锌为正极,钢筋为负极,锌比铁活泼先腐蚀,这样通过牺牲阳极的途径保护了阴极钢筋不受腐蚀破坏,从而提高了混凝土耐久性和可靠性。与环氧树脂涂层钢筋相比，热镀锌钢筋不仅与混凝土的握固力好，而且表面硬度也更高，其在加工、运输和施工过程的保护也较简单。
2.4阻锈添加剂
钢筋阻锈剂，掺入混凝土中以阻止或减缓钢筋锈蚀的外加剂。 钢筋阻锈剂是指加入混凝土中或涂刷在混凝土表面，能阻止或减缓钢筋腐蚀的化学物质。按作用原理分类，阻锈剂分为阳极型、阴极型和复合型。
阳极型：混凝土中钢筋腐蚀通常是一个电化学过程。凡能够阻止或减缓阳极过程的物质被称作阳极型阻锈剂。典型的化学物质有铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等。它们能够在钢铁表面形成“钝化膜”。常用作钢筋阻锈剂成分的是亚硝酸盐。此类阻锈剂的缺点是会产生局部腐蚀和加速腐蚀，被称作“危险性”阻锈剂。因此要与其他种类的阻锈成分联合使用，以克服这种“危险性”。此外，亚硝酸的钠盐，可能引起“碱集料反应”和对混凝土性能有不利影响，现已很少作为阻锈剂使用。
阴极型：通过吸附或成膜，能够阻止或减缓阳极过程的物质。如锌酸盐、某些磷酸盐以及一些有机化合物等。这类物质虽然没有“危险性”，但单独使用时，其效能不如阳极型明显。
混合型：将阴极型、阳极型、提高电阻型、降低氧的作用等的多种物质合理配搭而成的阻锈剂。如冶金建筑研究总院研制的RI系列即属于综合性、混合型钢筋阻锈剂。
阻锈剂与高性能混凝土共同使用，一方面推迟了钢筋开始生锈的时间，另一方面减缓了钢筋腐蚀发展的速度，结构将能期望达到设计年限的要求（美国以75年为钢筋阻锈剂可以达到的目标年限）。
2.5新型不锈钢筋
不锈钢钢筋以其优良的耐腐蚀特性,有效地改善了结构的耐久性、减少了维修费，具有极佳的应用和研究前景。英美等国家已经将不锈钢筋混凝土运用于实际建筑工程中,而且已有专门的设计手册供参考。但较高的造价以及国内相关研究工作开展严重滞后,阻碍了不锈钢筋混凝土结构的应用,不利于可持续发展。2005年9月在西班牙塞维利亚召开的“第五届欧洲不锈钢科学和市场大会”上，阿塞洛公司在介绍不锈钢钢筋混凝土结构的应用上说：作为混凝土增强件的不锈钢钢筋的使用在世界上越来越多。当考虑到结果的寿命周期成本时，不锈钢的优异性能证明了它是一极有前途的解决办法。早在1941年的墨西哥Yucatan海港工程就应用了不锈钢筋，20年后检测发现效果良好。之后，不锈钢筋开始在一些重要工程中应用，如香港青马大桥和美国的Slough大桥的重要构件均采用了不锈钢筋。由于不锈钢筋造价较高，设计者们提出了普通钢筋与不锈钢筋混合使用的思想，使工程造价控制在可以接受的范围内。如今在重要的城市地下工程中也可采用不锈钢筋来满足地下结构耐久性的需求。
2.6阴极保护
阴极保护是通过向混凝土中的钢筋表面施加一个外加电流，使钢筋阴极化，从而使得钢筋腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。阴极保护分为外加电流和牺牲阳极两种方式。外加电流阴极保护方式通过引入一个外加直流电源到内置钢筋表面，形成控制电化学腐蚀的方式。牺牲阳极方式是采用电化学比钢材更加活泼的金属作为阳极，与被保护钢筋连接，以活泼金属本身的腐蚀实现对阴极钢筋的保护。牺牲阳极方法多用于已有的建筑物耐久性保障措施，对于新建结构一般采用外加电流方式，如长沙地铁车站的阴极保护系统。
有资料表明目前全世界大约有1000万m2建筑使用了阴极保护防腐系统，典型的建筑物有悉尼歌剧院和悉尼水族馆。許多大桥也使用该技术，比如Lieutenuant大桥，Smart highway大桥，杭州湾大桥，胶州湾大桥和意大利Autostrada Torino Frejust高速公路桥梁等。
2.7防止碱骨料反应
碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥混合物中的碱与骨料中的活性成分发生化学反应，引起混凝土内部自膨胀应力而开裂的现象。碱骨料反应是在内部发生的，它是一个长期的过程，往往容易被人忽略，其破坏作用需要若干年后才会出现的，一旦在混凝土表面出现开裂，往往已严重到无法修复的程度。1940年美国加利福尼亚州公路局的斯坦敦，首先发现碱骨料反应，引起世界混凝土工程界的重视。发生碱骨料反应的充分条件是：混凝土有较高的碱含量；骨料有较高的活性；还要有水的参与。
目前主要有如下方式防止碱骨料反应的发生：
（1）控制水泥含碱量，现在国内外大多数国家采用碱含量小于0.6%的水泥。
（2）控制混凝土中的各种材料总碱含量，英国提出的混凝土总碱含量小于3kg/m3的标准已经被大多数国家采用。
（3）对骨料选择使用如果混凝土含碱量低于3kg/m3，可以不做骨料活性检验，如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3，则应对骨料进行活性检测，如经检测为活性骨料，则不能使用，或经与非活性骨料按一定比例混合后，经试验对工程无损害时，方可按试验规定的比例混合使用。
（4）掺混合材掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。根据各国试验资料，掺5—10%的硅灰可以有效的抑制碱骨料反应，据悉冰岛自1979年以来，一直在生产水泥时掺5—7.5%硅灰，以预防碱骨料反应对工程的损害。另外掺粉煤灰也很有效，粉煤灰的含碱量不同，经试验，即使含碱量高的粉煤灰，如果取代30%的水泥，也可有效地抑制碱骨料反应。另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣，但掺量必须大于50%才能有效地抑制碱骨料反应对工程的损害，现大美、英、德诸国对高炉矿渣的推荐掺量均为 50%以上。
（5）有效地隔绝水和湿空气的来源，也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。
结论
（1）地下结构耐久性破坏因素主要有：碳化作用、钢筋锈蚀作用、冻融循环作用、盐氯化物侵蚀作用、化学腐蚀作用和碱-骨料反应等，其中氯离子侵蚀及碳化最为常见。
（2）保证城市地下结构耐久性措施有：提高混凝土保护层厚度、采用高性能混凝土、混凝土表面和钢筋表面涂层、掺入阻锈剂、使用新型不锈钢筋、采取阴极保护与防止碱骨料反应等措施。
（3）在实际工程应用中，应该从设计、施工和养护阶段入手，遵循“以防为主，综合考虑”的原则，综合采用各种措施，保障地下结构耐久性。
参考文献
[1]GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]GB/T50476-2008混凝土结构耐久性设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[3]GB50108-2008地下工程防水技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[4]陈肇元.我国的混凝土结构技术规范急需革新—混凝土结构设计规范的问题讨论之四[J].建筑结构，2009,39（11）.
[5]赵卓，张海廷，李春跃.基于耐久性的结构混凝土研究[J].华北水利水电学院学报，2011（4）.
[6]徐强，俞海勇.大型海工混凝土结构耐久性研究与实践[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.11.
[7]何延树.混凝土外加剂[M].西安：陕西科学技术出版社，2003.08.
[8]李金玉，曹建国.水工混凝土耐久性的研究和应用[M].北京：中国电力出版社，2004.11.
关键词：地下结构；环境等级；裂缝控制；混凝土结构耐久性；技术措施
Abstract: the shortage of resources and sustainable economic development the objective demand, need concrete structure a longer use fixed number of year, can endure more severe various environmental effect. Underground space is usually non-renewable resources, after damage generally cannot be re-evaluated, need to place repair, and difficulty bigger, so its durability are particularly important. Urban underground structure in long-term moist or alternating wet environment, even in frost environment or deicing salt and chloride environment, durability is seriously affected. This paper first discusses the underground structure durability influence factors, and then put forward to improve protection layer thickness, with high performance concrete, surface coating, resistance rust additives, new stainless steel reinforcement, cathode protection and prevention of alkali aggregate reaction and other measures, so as to facilitate the underground engineering the durability of concrete construction improve.
Keywords: underground structure; Environment level; Crack control; Concrete durability; Technical measures
中图分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：
随着城市建设的快速发展，由于我国土地资源的局限性,因此地下工程的数量和规模也在剧增。然而地下工程所处的复杂环境，我国混凝土结构耐久性设计理论与保证措施缺乏，混凝土结构耐久性问题日益突出。早期的混凝土结构设计很少顾及耐久性，混凝土的耐久性问题是在长期使用过程中逐步暴露的。上世纪70年代初，桥梁、海港等基础设施工程遭受除冰盐、海水等盐类腐蚀的问题大量涌现并构成灾难性。资料表明，美国每年由于腐蚀造成的经济损失占国民生产总值的3%~5%，而混凝土的腐蚀占总腐蚀的40%~55%。正因为如此，欧美发达国家对混凝土结构的耐久性十分关注，开展了许多科学研究。本文对常用的结构耐久性技术措施进行简要分析，并将其引入作为城市地下结构耐久性保护措施，为城市地下结构耐久性设计，施工和养护提供技术参考。
1结构耐久性影响因素
结构所处环境是影响其耐久性的外因，主要作用有碳化作用、钢筋锈蚀作用、冻融循环作用、盐氯化物侵蚀作用、化学腐蚀作用；混凝土材料的质量是影响结构耐久性的内因，主要作用是碱-骨料反应。英国调查统计了271个结构工程破坏原因，得出因来自环境和材料内部的氯离子和混凝土碳化引起的钢筋腐蚀破坏占55％，冻融循环破坏占10％，混凝土内部碱-骨料反应破坏占9％，环境介质化学侵蚀破坏占4％，其它因素占22％。统计分析表明氯离子及碳化是引起鋼筋锈蚀耐久性破坏的主要因素，有研究表明氯离子锈蚀可以使钢筋截面损失每年达1mm，局部蚀坑可达到2～3mm。
对于地下结构而言，由于城市地下水受到工业及生活污水的影响，因此工程外侧受到土壤中氯离子、硫酸根离子和杂散电流的侵蚀，形势变得更为严峻。
2地下结构耐久性措施
结合城市地下结构特点，结构耐久性保证措施有：提高混凝土保护层厚度，采用高性能混凝土，混凝土表面和钢筋表面涂层，新型不锈钢筋，掺入阻锈剂，采取阴极保护与防止碱骨料反应等。
2.1适当的保护层厚度
构件的耐久性主要决定于表层混凝土， 混凝土保护层厚度增大，一方面可以更好地保护钢筋表面形成的钝化膜，延长有害氯离子及碳化入侵到钢筋表层破坏钝化膜的时间；另一方面保护层厚度的增加，还可以增加混凝土结构的耐火性能，有利于抵抗火灾造成的耐久性破坏。当然，保护层厚度应该在一个适当的范围内，因为太厚的保护层厚度增加了结构的自重，而且增大构件裂缝宽度。研究发现，裂缝带来更为严重的后果是将混凝土原有的微裂缝和孔隙连通，从而使腐蚀介质能更快地深入混凝土体内，锈蚀钢筋表面。一旦发生锈胀开裂，呈现出成段大块混凝土剥落，对后期寿命影响不利。因此在加大混凝土保护层厚度的同时，应该采取措施减少裂缝开裂，如采用纤维混凝土或加配钢筋网片。在实际工程设计中，有的工程在保护层较厚的地方设钢筋网片却不对钢筋网片有提出防锈和定位措施，这种做法不但没有提高构件的耐久性，反而对构件的耐久性造成更危害的后果，因为没有防锈措施的钢筋网的首先锈蚀会导致网片外侧混凝土的剥落，减少内侧箍筋和主筋应有的保护层厚度。从设计、施工以及成本控制方面看，地下工程控制裂缝采用纤维混凝土要优于加配钢筋网片。
综上所述，在地下结构中采用纤维混凝土，同时增加混凝土保护层厚度是提高钢筋混凝土使用寿命最简单和经济的做法，这种做法在国内外均广泛采用。
2.2使用高性能混凝土
如今在进行混凝土结构设计时，由于对耐久性的要求愈来愈高，除了正常室内环境中的受弯构件外，混凝土的强度等级在大多数情况下已取决于结构的耐久性要求，而不再是承载力要求。自上世纪80年代研究高性能混凝土（HPC）以来，各种新型高效外加剂不断涌现。粉煤灰、磨细矿渣和硅灰等矿料的掺入，使混凝土在获得所需抗压强度的同时，能获得良好的耐久性、抗渗性、抗化学侵蚀性、抗裂性等技术性能，并可降低成本，获得明显的经济效益。在如今地下工程建设中，水泥和胶凝材料用量可适当调整，使得混凝土具有较高的密实性和抗渗性。因此，其抗化学腐蚀性能显著优于普通强度混凝土。
2.3表面涂层
表面涂层技术主要包括混凝土表面涂层技术及钢筋表面涂层技术。
混凝土表面涂层具有阻绝有害物质与混凝土接触的功能，是阻止有害物质入侵到钢筋的第一道防线。混凝土表面涂层施工便利，大大缩短施工工期，降低施工成本。但涂层的主要缺点是使用年限不长，通常只有10到15年。
表面涂层钢筋主要有环氧树脂涂层钢筋和热镀锌钢筋。环氧树脂涂层钢筋是一种在普通钢筋表面涂敷一层环氧树脂保护层的钢筋，涂层厚度一般在0.18~0.30 mm。采用这种钢筋能有效地防止处于恶劣环境条件下的钢筋被腐蚀，从而大大提高工程结构的耐久性。环氧树脂涂层不与酸、碱等反应，具有极高的粘着性，在钢筋表面形成了阻隔钢筋与外界电流接触的保护层，从而被认为是化学电离子防腐屏障。环氧树脂涂层钢筋的最主要缺点是降低了钢筋与混凝土的握固力，牺牲了材料的力学性能，在施工过程中涂层较易破损。热镀锌钢筋在电解液存在的条件下,电流将从钢筋流向锌。锌为正极,钢筋为负极,锌比铁活泼先腐蚀,这样通过牺牲阳极的途径保护了阴极钢筋不受腐蚀破坏,从而提高了混凝土耐久性和可靠性。与环氧树脂涂层钢筋相比，热镀锌钢筋不仅与混凝土的握固力好，而且表面硬度也更高，其在加工、运输和施工过程的保护也较简单。
2.4阻锈添加剂
钢筋阻锈剂，掺入混凝土中以阻止或减缓钢筋锈蚀的外加剂。 钢筋阻锈剂是指加入混凝土中或涂刷在混凝土表面，能阻止或减缓钢筋腐蚀的化学物质。按作用原理分类，阻锈剂分为阳极型、阴极型和复合型。
阳极型：混凝土中钢筋腐蚀通常是一个电化学过程。凡能够阻止或减缓阳极过程的物质被称作阳极型阻锈剂。典型的化学物质有铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等。它们能够在钢铁表面形成“钝化膜”。常用作钢筋阻锈剂成分的是亚硝酸盐。此类阻锈剂的缺点是会产生局部腐蚀和加速腐蚀，被称作“危险性”阻锈剂。因此要与其他种类的阻锈成分联合使用，以克服这种“危险性”。此外，亚硝酸的钠盐，可能引起“碱集料反应”和对混凝土性能有不利影响，现已很少作为阻锈剂使用。
阴极型：通过吸附或成膜，能够阻止或减缓阳极过程的物质。如锌酸盐、某些磷酸盐以及一些有机化合物等。这类物质虽然没有“危险性”，但单独使用时，其效能不如阳极型明显。
混合型：将阴极型、阳极型、提高电阻型、降低氧的作用等的多种物质合理配搭而成的阻锈剂。如冶金建筑研究总院研制的RI系列即属于综合性、混合型钢筋阻锈剂。
阻锈剂与高性能混凝土共同使用，一方面推迟了钢筋开始生锈的时间，另一方面减缓了钢筋腐蚀发展的速度，结构将能期望达到设计年限的要求（美国以75年为钢筋阻锈剂可以达到的目标年限）。
2.5新型不锈钢筋
不锈钢钢筋以其优良的耐腐蚀特性,有效地改善了结构的耐久性、减少了维修费，具有极佳的应用和研究前景。英美等国家已经将不锈钢筋混凝土运用于实际建筑工程中,而且已有专门的设计手册供参考。但较高的造价以及国内相关研究工作开展严重滞后,阻碍了不锈钢筋混凝土结构的应用,不利于可持续发展。2005年9月在西班牙塞维利亚召开的“第五届欧洲不锈钢科学和市场大会”上，阿塞洛公司在介绍不锈钢钢筋混凝土结构的应用上说：作为混凝土增强件的不锈钢钢筋的使用在世界上越来越多。当考虑到结果的寿命周期成本时，不锈钢的优异性能证明了它是一极有前途的解决办法。早在1941年的墨西哥Yucatan海港工程就应用了不锈钢筋，20年后检测发现效果良好。之后，不锈钢筋开始在一些重要工程中应用，如香港青马大桥和美国的Slough大桥的重要构件均采用了不锈钢筋。由于不锈钢筋造价较高，设计者们提出了普通钢筋与不锈钢筋混合使用的思想，使工程造价控制在可以接受的范围内。如今在重要的城市地下工程中也可采用不锈钢筋来满足地下结构耐久性的需求。
2.6阴极保护
阴极保护是通过向混凝土中的钢筋表面施加一个外加电流，使钢筋阴极化，从而使得钢筋腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。阴极保护分为外加电流和牺牲阳极两种方式。外加电流阴极保护方式通过引入一个外加直流电源到内置钢筋表面，形成控制电化学腐蚀的方式。牺牲阳极方式是采用电化学比钢材更加活泼的金属作为阳极，与被保护钢筋连接，以活泼金属本身的腐蚀实现对阴极钢筋的保护。牺牲阳极方法多用于已有的建筑物耐久性保障措施，对于新建结构一般采用外加电流方式，如长沙地铁车站的阴极保护系统。
有资料表明目前全世界大约有1000万m2建筑使用了阴极保护防腐系统，典型的建筑物有悉尼歌剧院和悉尼水族馆。許多大桥也使用该技术，比如Lieutenuant大桥，Smart highway大桥，杭州湾大桥，胶州湾大桥和意大利Autostrada Torino Frejust高速公路桥梁等。
2.7防止碱骨料反应
碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥混合物中的碱与骨料中的活性成分发生化学反应，引起混凝土内部自膨胀应力而开裂的现象。碱骨料反应是在内部发生的，它是一个长期的过程，往往容易被人忽略，其破坏作用需要若干年后才会出现的，一旦在混凝土表面出现开裂，往往已严重到无法修复的程度。1940年美国加利福尼亚州公路局的斯坦敦，首先发现碱骨料反应，引起世界混凝土工程界的重视。发生碱骨料反应的充分条件是：混凝土有较高的碱含量；骨料有较高的活性；还要有水的参与。
目前主要有如下方式防止碱骨料反应的发生：
（1）控制水泥含碱量，现在国内外大多数国家采用碱含量小于0.6%的水泥。
（2）控制混凝土中的各种材料总碱含量，英国提出的混凝土总碱含量小于3kg/m3的标准已经被大多数国家采用。
（3）对骨料选择使用如果混凝土含碱量低于3kg/m3，可以不做骨料活性检验，如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3，则应对骨料进行活性检测，如经检测为活性骨料，则不能使用，或经与非活性骨料按一定比例混合后，经试验对工程无损害时，方可按试验规定的比例混合使用。
（4）掺混合材掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。根据各国试验资料，掺5—10%的硅灰可以有效的抑制碱骨料反应，据悉冰岛自1979年以来，一直在生产水泥时掺5—7.5%硅灰，以预防碱骨料反应对工程的损害。另外掺粉煤灰也很有效，粉煤灰的含碱量不同，经试验，即使含碱量高的粉煤灰，如果取代30%的水泥，也可有效地抑制碱骨料反应。另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣，但掺量必须大于50%才能有效地抑制碱骨料反应对工程的损害，现大美、英、德诸国对高炉矿渣的推荐掺量均为 50%以上。
（5）有效地隔绝水和湿空气的来源，也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。
结论
（1）地下结构耐久性破坏因素主要有：碳化作用、钢筋锈蚀作用、冻融循环作用、盐氯化物侵蚀作用、化学腐蚀作用和碱-骨料反应等，其中氯离子侵蚀及碳化最为常见。
（2）保证城市地下结构耐久性措施有：提高混凝土保护层厚度、采用高性能混凝土、混凝土表面和钢筋表面涂层、掺入阻锈剂、使用新型不锈钢筋、采取阴极保护与防止碱骨料反应等措施。
（3）在实际工程应用中，应该从设计、施工和养护阶段入手，遵循“以防为主，综合考虑”的原则，综合采用各种措施，保障地下结构耐久性。
参考文献
[1]GB50010-2010混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
[2]GB/T50476-2008混凝土结构耐久性设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[3]GB50108-2008地下工程防水技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.
[4]陈肇元.我国的混凝土结构技术规范急需革新—混凝土结构设计规范的问题讨论之四[J].建筑结构，2009,39（11）.
[5]赵卓，张海廷，李春跃.基于耐久性的结构混凝土研究[J].华北水利水电学院学报，2011（4）.
[6]徐强，俞海勇.大型海工混凝土结构耐久性研究与实践[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.11.
[7]何延树.混凝土外加剂[M].西安：陕西科学技术出版社，2003.08.
[8]李金玉，曹建国.水工混凝土耐久性的研究和应用[M].北京：中国电力出版社，2004.11.