時間：2023-01-07 14:45:11
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論文摘要：混凝土結構被廣泛應用于多種工程，解決開裂問題是決定混凝土結構是否能夠滿足使用需求和耐久性的關鍵。
0引言
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而成的非均質脆性材料。由于混凝土施工、本身變形和約束等一系列問題，使混凝土裂縫成了土木、水利、橋梁、隧道等工程中最常見的工程病害。輕者使內部的鋼筋等材料產生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性等，嚴重的將威脅到人民的生命、財產。出現混凝土裂縫的原因從微觀上看，混凝土是由水泥、砂、石、空氣、水組成的多相結合體，由于混凝土的組成材料、微觀構造以及所收外界影響的不同，混凝土裂縫產生的原因也有很多種。
1混凝土結構的裂縫依其形成可分為以下三類
1.1靜止裂縫系指形態、尺寸和數量均已穩定不再發展的裂縫。修補時，僅需依裂縫粗細選擇修補材料和方法，而與其它因素無關。
1.2活動裂縫系指其寬度不能保持穩定，易隨著結構構件的受力、變形或環境溫、濕度的變化而時張、時閉的裂縫。修補時，應先消除其成因，并觀察一段時間，確認已穩定后，再依靜止裂縫的處理方法修補；若無法完全消除其成因，則應使用具有足夠柔韌性的材料進行修補。
1.3尚在發展的裂縫系指長度、寬度或數量尚在發展，但經歷一段時間后將會終止的裂縫。對此類裂縫應待其停止發展后，方可進行修復或加固。
混凝土裂縫修補前，應對其成因進行研究，若是由于承載能力不足引起的裂縫，除應選擇相應的方法進行修補外，尚應選用適當的加固方法進行加固。
2修補設計
修補設計原則上應根據第四章是否需要修補及補強加固的判定結果，進行恢復己開裂結構件的機能及耐久性的設計，更重要的是要選擇適當的修補材料、修補工法以及在選擇修補時間的基礎上進行修補設計。進行修補設計時，應考慮如下事項：①根據是否需要修補的判斷結果，設定修補范圍及規模，還應按需要再度調查現場。②掌握開裂原因、開裂狀況(裂縫寬度、深度及型式等)，建筑物的重要性及環境條件(一般環境、工廠地區、鹽類環境、溫泉地帶、寒冷地帶及特殊用途)。③為了明確規定修補目的及恢復目標，考慮環境條件，選定最適于修補的修補材料、修補工法及修補時間。選擇修補工法，可按開裂現場及開裂原因決定。另外，當構筑物處于鹽類等苛刻環境時，應選擇比普通環境條件高一個等級的材料及工法。如有可能，裂縫最好在穩定后再作修補;對隨環境條件變化的溫度裂縫，則宜在裂縫最寬時處理。
混凝土建筑物及構件的修補恢復目標將視竣工時的初期性能、建筑物的耐用年限、開裂原因、劣化程度及劣化范圍等而異，另外，保修年限也不盡相同。通常，可將修補恢復目標分成如下三個階段:①恢復到與健全構件同等性能。②恢復到不妨礙使用的程度。③恢復到能夠確保人身安全的程度。一般針對以確保人身安全而進行的應急修補工程。④必須充分研究修補作業所必要的機械材料、腳手架及工程現場對周圍人群的安全保障。
3修補方法
3.1表面修補法①利用混凝土表層微細獨立裂縫（裂縫寬度ω≤0.2mm）或網狀裂紋的毛細作用吸收修補膠液，封閉裂縫通道。對樓板和其它需要防滲的部位，尚應在混凝土表面粘貼纖維復合材料以增強封護作用。常用的方法為涂覆法，增加整體面層，壓抹環氧膠泥，環氧漿液粘玻璃絲布，表面縫合等。②涂覆法:混凝土表面出現數量較多的表面裂縫時，采用手工或機械噴涂方法，將修補材料涂覆于混凝土表面，起到表面封閉作用。涂膜厚度在0.3~2.5mm之間，厚度大者適應裂縫變化能力強。選用修補材料時應考慮使用條件(室內、室外、環境溫濕度變化，介質腐蝕情況)以及裂縫活動情況等，例如，要求耐磨的地坪可選用環氧瀝青涂料，聚氨酷涂料，聚氨酷瀝青涂料等剛性涂料，不穩定的裂縫修補可選用聚氨酷彈性體，橡膠型丙烯酸酷涂料等彈性涂料。③增加整體面層:混凝土表面裂縫數量較多，分布面較廣時，常采用增加一層水泥砂漿或細石混凝土整體面層的方法處理。多數情況下，整體面層內應配置雙向鋼絲網。有條件時，宜采用噴射法施工水泥砂漿或混凝土整體面層。3.2局部修復法①充填法用鋼釬、風鎬或高速轉動的切割圓盤將裂縫擴大，最終鑿成V形或梯形槽，分層壓抹環氧砂漿、或水泥砂漿、或聚氯乙烯膠泥、或瀝青油膏等材料封閉裂縫。其中V形槽適用于一般裂縫修補;梯形槽用于滲水裂縫修補;環氧砂漿適用于有結構強度要求的修補;聚氯乙烯膠泥和瀝青油膏僅適用于防滲漏的修補。②預應力法用鉆機在構件上鉆孔，注意避開鋼筋，然后穿入螺栓(預應力鋼筋)，施加預應力擰緊螺帽，使裂縫減小或閉合。如條件許可時，成孔的方向應與裂縫方向垂直，鉆孔方向不與裂縫垂直時，宜采用雙向施加預應力。③部分鑿除重新澆筑混凝土對于鋼筋混凝土預制梁等構件，由于運輸、堆放、吊裝不當而造成裂縫的事故時有發生。這類裂縫有時可采用鑿除裂縫附近的混凝土，清洗、充分濕潤后，澆筑強度高一等級的混凝土，養護到規定強度的修補方法。修補后的構件仍可使用在工程上。用這種方法修補己斷裂的構件應特別慎重。此外，修補前應檢查鋼筋的實際應力和變形狀況。修補混凝土宜用微膨脹型。修復工作必須十分仔細認真，否則新老混凝土結合不良將導致失敗。
3.3灌漿法將水泥或化學漿液灌入混凝土縫內，使其擴散，固化。固化后的漿液具有較高的粘結強度，與混凝土能較好地粘結，從而增強了構件的整體性，使構件恢復使用功能，提高耐久性，達到堵漏防銹補強的目的。用于結構修補的化學漿液主要有兩類:一類是環氧樹脂漿;另一類是甲基丙烯酸甲酷液(簡稱甲凝液)。用于防滲堵漏的化學漿液主要有:水玻璃、丙烯酞胺、聚氨酷、丙烯酸鹽等。這些不溶物可充填縫隙，使之不透水并增加強度。
3.4低壓慢注修補法(注射法)以一定的壓力將修補膠液注入裂縫腔內；此法適用于處理0.2<ω<1.5mm靜止的獨立裂縫、貫穿性裂縫以及蜂窩狀局部缺陷。可使用JN-L低粘度灌縫膠及JN-F封口膠。
3.5壓力注漿法在一定時間內，以較高壓力（按注漿料產品說明書確定）將灌注材料壓入裂縫腔內；此法適用于處理大型結構貫穿性裂縫、大體積混凝土的蜂窩狀嚴重缺陷以及深而蜿蜒的裂縫。可使用JN-J或HPG兩種水泥基改性材料，也可使用JN-M結構灌注膠。
3.6填充密封法在構件表面沿裂縫走向騎縫鑿出U形或V形溝槽，然后用改性環氧樹脂或彈性填縫材料填充，必要時以纖維復合材料封閉其表面；此法適用于處理ω>0.5mm的活動裂縫和靜止裂縫。可使用JN-XF裂縫封閉膠或JN-LE彈性灌縫膠。
民用建筑混凝土結構裂縫修補工法多種多樣，但我們不能只知其一、只用其一，而應牢牢掌握每一種方法，以一變應萬變，做到根據不同情況采取不同方法，切實從每一個環節入手，做好過程控制，完善施工手段，確保施工質量，盡量實現修補最優。
參考文獻：
關鍵詞：事故處理結構防火
1火災現場的資料收集
火災事故一經發現，應盡可能早地進入現場或其周圍了解情況。在火災撲滅之后，更應在現場未經破壞時收集原始資料。
(1)起火時間、原因與滅火方式。建筑物的起火時間與火災延續時間應予詳細記錄。火災發生之后，有一個火勢從小到大的發展階段，再經過滅火或空氣、燃料耗盡而火勢減弱直至熄滅。要盡可能地找出火源所在位置，查明失火的原因，這對以后避免火災發生很有意義。不同的受災對象有不同的滅火方式，要說明滅火使用的手段。
(2)火勢蔓延的過程與過火范圍。從火源處開始，通過可燃物的燃燒，過火范圍逐步擴大。火勢常通過門窗、樓梯間、過道、天井等蔓延至其他位置與樓層。火勢能否蔓延與通風條件有很大關系。由于建筑物各部分火燒時間不同，受損的程度也還大有差異。
(3)可燃物品統計。特別對工礦企業，可燃物的品種、數量與存放方式各有不同，應分別查明，記錄在案。還需說明可燃物在火災后的燃燒狀況，如燒毀多少、殘存多少等。
(4)結構損毀程度。鋼筋混凝士結構受不同溫度不同時間的作用，有多種損壞情況。在各個過火區域要分別調查結構損毀程度，例如結構本體是否完好，外觀破壞程度，包括保護層剝落、鋼筋外露、裂縫開展以及構件變形等等。
(5)現場材料取證。火災現場一般都有各種金屬與非金屬材料，如銅、鐵、鋁、玻璃等、它們在經受溫度作用時會發生不同的物理化學變化,鋁與鋁合金在600～700℃、黃銅在900～1000℃、鑄鐵在1100～1200℃會有金屬滴產生；玻璃在700℃時軟化，而在850℃時熔化,在不同過火區域取證這些典型樣品，對火災的鑒定有很大作用。
(6)混凝土取樣。混凝土是組成結構的主要材料，其損毀程度與建筑物修復的關系最大。混凝土在高溫作用下會發生物理變化與化學反應，當溫度在300℃以下時，混凝土無變化，隨著溫度的升高，水泥水化物(主要是硅酸鈣與氫氧化鈣晶體)將會有顯著的變化。可通過掃瞄電子顯微鏡，拍攝到清晰的照片，再結合X射線衍射分析，能有效地鑒定混凝土受火的損傷狀態。
2火災的技術分析資料
根據現場勘測收集的資料，進行綜合分析，在技術上作出判斷與評估，這些技術分析資料主要有：
(1)結構受火溫度。可根據以下情況綜合分析：
混凝土表面顏色的變化與溫度有關：300℃以下顏色不變，300～600℃轉為粉紅至紅色，600～950℃轉為灰白至淡黃，大于950℃則為灰黃色；現場材料取證(見前述)；構件外觀狀況：300℃以下無顯著變化，300～600℃表面開裂，石英質骨料發生爆裂，600～900℃混凝土剝落起殼，輕擊后脫離，部分鋼筋外露，表面疏松，900℃以上表面呈粉末狀，至1200℃熔融；掃瞄電子顯微鏡與X射線衍射分析；碳化深度檢測：混凝士正常碳化通常發生在表面，火災引起的碳化可出現在內部。用碳化深度可檢測受火表面溫度。
(2)混凝土高溫后力學性能。混凝土的抗壓強度、抗拉強度、粘結強度、應力-應變關系等均與溫度有關,當溫度確定后，均可予以推斷。混凝士強度還可用鉆芯取樣、回彈儀檢測、超聲檢測等方法直接測得，并進行綜合評價。
(3)鋼筋高溫后力學性能。包括屈服強度、極限強度、彈性模量等也與溫度有關，可通過由實驗得出的經驗公式計算獲得。
(4)結構殘余承載力。從混凝土與鋼筋高溫后的強度可計算火災后鋼筋混凝土結構的殘余承載力(結構承載力因受高溫作用而下降)。必要時可在火災現場不同區域選取典型構件進行加載試驗。
(5)結構損傷度。結構災后損傷程度分為4級:1級為輕度損傷,只是表面裝飾部分遭受損壞，或表面損傷輕微，結構本體完好。2級為中度損傷,損傷深度達到混凝土保護層，使保護部分剝落，但受拉主筋未受損傷，構件整體性好，變形不超過規范規定值。3級為嚴重損傷,混凝士保護層大片剝落、主筋外露，粘結力破壞，構件明顯變形。4級為嚴重破壞,混凝士構件表面大面積損傷剝落、嚴重開裂，結構變形很大，構件遭到嚴重破壞，已成為危險結構。
(6)修復措施。對于損傷度為1～3級的結構，可分別采取相應的技術措施予以修復,由有關部門應提出結構修復的技術文本。
3資料的系統歸檔
火災發生以后直至處理結束，應將所有資料系統歸檔，這些將由不同單位和不同方式提供的火災現場資料與技術分析資料有:
(1)火災現場資料。根據資料不同的性質，將分別由消防部門、業主、有關技術人員等提供。資料包括書面文件、材料樣品、照片、錄像等。除書面文件外，其他資料還應有詳細說明。
(2)專家技術人員的技術鑒定書。火災對結構破壞的技術分析，只能由專門技術人員作出,并提供技術鑒定書與評估意見。
(3)圖紙。由業主提供受災建筑物的設計圖紙。專家技術人員在檢測過程中，應對圖紙上每個構件編號，說明受損情況，以便采取相應的修復措施。由于建筑物受災程度不等，故進行全面檢測后，要對圖紙中標明的過火區域按不同損傷情況分區，劃為嚴重受災區、中等受災區、輕微受災區、未受災區等。
（4）結構修復設計方案和結構物修復的施工技術文件。
(一)學生角色轉變引發的挑戰
在FCM中，學生由“被動接受者”變為“主動研究者”，學生通過自定步調，制定學習時間和進度，碰到難以理解的知識時可以反復觀看教學視頻。在課堂上，學生要獨立完成作業，并參與到教師設計的課堂活動中，在與教師、同伴交互協作完成任務的過程中深入掌握知識，因此翻轉課堂的教學設計是以學生為中心的。首先，FCM要求學習者具備一定的自主學習能力、自主學習意識。普通教學班和拔尖人才實驗班的FCM教學實踐對比表明［5］，高水平的學習者具有較強的自主學習能力，更適合FCM教學模式，而普通教學班學生反映FCM對他們系統地掌握知識方面存在不足。筆者認為，自主學習能力當然是必要的，但對于絕大多數經歷嚴酷高考邁入同一所重點大學的學生而言，自主學習能力只存在相對高低問題，不存在有無問題。相比而言，自主學習的意識更為重要，這就存在課程差別和人的差別因素。對某些非主干專業課程，部分學生不渴望拔高學習，只以學分為目標。自主學習意識不強，就不可能按照FCM開展課程自主學習，因為基于FCM的教學，需要學習者付出較多的能力，更深入地思考，這部分學生認為課業負擔較重。如何結合學科和課程特點，激發自主學習意識，避免盲目推進FCM本土化，是實施FCM的挑戰性課題。其次，網絡誘惑因素多，對學習干擾大，在網絡自由、寬松、無拘束環境中，學生容易迷失方向。加強學生時間管理意識，培養抗干擾的自我有效能力，養成自學習慣是FCM的首要任務［6］。抗干擾能力培養是長期工作，如何在有限的課程教學周期內，解決這一問題，也是實現FCM的挑戰性課題。
(二)教師角色改變引發的挑戰
教師將從知識講授者變成學習的促進者和指導者。教師要構建完整的學習支持體系，不論在知識點導入、前測，還是影視資料的錄制，教師認真研究組織學習資源，為學習者構造一個適合自主學習、能便捷獲取學習資源的虛擬學習環境。在此基礎上，教師還要通過精心的課堂教學設計，激發學生參與交互協作的各個環節，在互動中深入掌握知識。特別是在課程開設的前幾輪，面臨影視資料制作的較重負擔和課堂設計的精心籌劃，可見做好FCM的實施，其成敗關鍵在于教師是否愿意改變，是否愿意放棄傳統的教學思維與習慣［6］。學校要加強對教師的FCM宣傳灌輸，并對教師開展信息素質能力的培訓。2013年11月20日，哈爾濱工業大學召開了MOOC對教學方法與改革促進作用研討會，其中對翻轉教學模式進行了交流探討，中國工程院院士、哈爾濱工業大學副校長周玉教授講話中①指出，“對于教師而言，FCM等創新教學模式是教學方法改革的必然發展趨勢，我們要做教學方法改革的革命者，而不是被革命者”。首先，對教師而言，教學資源建設是首要的問題。從前述可見教師是否意愿接受FCM并不是主要問題，FCM教學資源建設才是首要問題，因為這不是教師一個人短時間內能高質量完成的工作，應該從學校、省級教育部門甚至國家層面，積極籌劃實施相關課程的FCM建設，推進FCM教學資源團隊建設。目前推進的各個層次的精品視頻課程可作為這項工作的基礎。其次，專業技能的不斷學習及教學藝術的提升是對教師提出的另一主要問題。FCM之所以成功，是因為課堂討論所帶來的學生“吸收內化”效益提高。傳統課堂有教科書、課件、講解、練習等填充，教師以完成教學任務為主要目的。而FCM需要更活潑、有趣、實用的課堂教學方式，如何計劃使用課堂時間，設計課堂活動，與學生互動交流，促進知識吸收內化，借此改革提升自己的教學藝術是教師要面臨的另一挑戰。第三，實施FCM，學校需對教師提供相應的信息技術教育培訓，或建設FCM公共模塊軟件，使教師掌握教學信息搜索、加工的基本技能，能錄制教學視頻，提高教師的信息素養及教育技術能力。此外，大班教學現狀也是制約FCM推廣的現實問題。班級授課制有三種形式，即常規班級、小班教學、超大容量的大班教學［7］。由于我國人口眾多，教育資源匱乏，目前我國大部分班級處于常規班級和大班教學，短時間內無法實現小班教學。班級規模過大，人數過多，教師難以關注到每一個學生，課題討論和答疑過程中，學生個性差異和獨特性被忽視。而FCM所提倡學生課堂中完成練習，教師針對性地解答每個學生的疑惑，實施差異教學，促進學生的個性發展，這種方式受大班教學的限制，有待解決。
二、高校實施FCM中挑戰性問題的解決途徑
(一)實施分流、兩類FCM教學設計，是提高教學質量的有效途徑
學生自主學習意識和自我約束能力決定了FCM成功與否，即使課件資源再完備、各種學習記錄要求模塊的設置再細化，對沒有主動學習意識和自我約束能力差的學生，學習效果都將是危險的，因為FCM對這部分學生來說可能成為了“放羊”。即使自主學習意識強烈，但是今天的學生很繁忙，他們的時間安排緊湊，參加的活動多，能否靜下心來全面、詳盡地學習教學資源中的每個知識點，是值得進一步探討的問題。筆者認為有必要結合學生對某門課程的學習自主意識來實施分流，注意不是根據學生的自主學習能力。以土木工程專業的混凝土結構設計課程為例，在一條起跑線的學生，自主學習能力存在一定差別，但是并不會太大，而且在具有自主學習意識的前提下，自主學習能力還可以得到培養和鍛煉。因此，將課程開設具有不同翻轉度的FCM課堂，讓學生自愿選擇參加，根據學生自愿原則實施分流分度FCM，是提高教學質量的有效途徑。下面提出完全翻轉和部分翻轉的兩類FCM教學設計概念供探討。首先，自愿參加FCM的學生，基本是主動學習意識較強的學生，有了這個前提條件，為開展FCM課堂奠定了基礎性條件。對這部分學生實施完全翻轉的FCM精英式教學設計(PerfectFCM:PFFCM)。其次，對沒有選擇參加FCM課堂的學生，實施部分翻轉的FCM教學設計(PartialFCM:PTFCM)。所謂PTFCM，是指在堅持傳統課堂教學的前提下，課前公開教學資源，供學生預習，課堂教師通過重點講解、知識點梳理完成課題教學，答疑環節堅持現有的固定答疑時間方案或集中組織答疑的方案。第三，部分學生選擇PTFCM，也解決了PFFCM大班互動的瓶頸問題。由于部分學生選擇PTFCM，學生數量進行了分流，班級規模縮減，在有限的教學資源情況下，PFFCM和PTFCM均能得到有效實施。
(二)建立自主學習實驗室，對FCM學生開放，解決網絡學習干擾
網絡誘惑因素多，對學習干擾大，是否有必要建立自主學習實驗室，對FCM學生預約開放，觀看授課錄像，開展自主學習，以此解決網絡干擾因素，是值得進一步探討的問題。雖然這種方式沒有從根本上實現隨時隨地學習的FCM便利性，但是能有效約束學生的網絡使用，提高課程學習效率。
(三)教師角色分流
FCM教學環節主要包括課前的教學資源制作、課堂的互動環節。教學資源的錄制應該在課程建設團隊中協作完成，在課題負責人帶領下完成。各個班級的FCM教學電子資源應該一致，并由經驗豐富的名師擔任主講教師。這樣，傳統的教師角色發生了分流，由課堂教授轉變為課堂設計者、互動組織者、問題答疑者，因為教學資源的建設是由團隊集體完成的，之后每年再經修訂和完善，每個個體教師不再涉及教學資源錄制編制的工作。這種分流方案，對學生也較公平，因為不同班級的學生，能獲得同等的課堂教學資源。對于學生而言，等同于參與MOOC教學模式。
三、土木工程專業混凝土結構課程的混合FCM教學設計分析
混凝土結構作為土木工程專業的一門理論性、實踐性都很強的重要專業基礎課，是專業培養目標的載體和培養模式關鍵的一環，目的是使學生掌握混凝土結構的基本理論和基本知識，培養學生的工程意識、解決實際工程問題的能力。該門課程的特點是內容多、涉及面廣，經驗性強、綜合性強，規范條文多。根據前面關于FCM主要特征及其挑戰性問題的分析，下面對土木工程專業混凝土結構設計課程實施FCM進行分析和探討，提出相應的解決方案。“一刀切”式推進FCM對有些課程未必奏效，以土木工程專業混凝土結構課程為例，該門課程教學內容多，有材料性能、結構設計方法、受彎構件、受壓構件、受扭構件、受拉構件的設計計算、裂縫和變形理論以及預應力混凝土等，各部分存在理論性、實驗性、經驗性等較復雜的知識特征，因此各部分知識點的學習特點不盡相同，在教學實踐中有必要堅持多種教學方法相結合的混合FCM教學設計。關于極限狀態設計法介紹、公式推導、解題思路等有必要堅持傳統的課堂授課方法［8］，而材料試驗、結構構造、鋼筋配置、構件的破壞過程、設計圖紙、結構裂縫和變形工序以及工程實例展示等可以通過豐富多彩的多媒體學習資源實現FCM教學。筆者將這種傳統課堂教學與FCM相結合的教學方法稱之為混合FCM教學方法。
四、結語
關鍵詞：混凝土，耐久性．影響因素，措施
1前言
混凝土結構以其整體性好、耐久性好、可塑性強、維修費用少等優點廣泛使用于整個20世紀，發現混凝土的耐久性問題則是在60至70年代。一些發達國家的混凝土橋使用了三四十年后，紛紛進入老化期。人們始料不及的是混凝土材料在不利的環境、運用條件下，出現了一系列影響結構耐久性的物理、化學現象，如結構混凝土的碳化、保護層剝落、裂縫的發展、鋼筋銹蝕、滲透凍融破壞、混凝土集料的化學腐蝕等等。我國七十年代后期建造的混凝土橋梁亦發現有嚴重的開裂現象。因而混凝土結構的耐久性問題已成為結構工程師們不容忽視的一個問題。
混凝土結構的耐久性概括起來是指混凝土抵抗周圍不利因素長期作用的性能。結構耐久性問題主要表現為：混凝土損傷；鋼筋的銹蝕、脆化、疲勞、應力腐蝕；以及鋼筋與混凝土之間粘結錨固作用的消弱等三個方面。從短期效果而言，這些問題影響結構的外觀和使用功能；從長遠看，則為降低結構安全度，成為發生事故的隱患，影響結構的使用壽命。下面從影響混凝土結構耐久性的主要因素和提高耐久性的技術措施兩個方面來探討混凝土的耐久性問題。
2影響混凝土結構耐久性的主要因素
（1）混凝土的材質。
混凝土是碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而成。這些材料的優劣直接影響到硬化后混凝土的質量(包括密實度和強度等)，好質量的材料將為工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基礎。近年來由于基本建設的迅猛發展，施工中往往忽略對材質的要求，工地上只檢查混凝土試件的強度作為材質的唯一標準。豈知不合規格的材料，將導致混凝土收縮徐變量大大增加，初始裂縫大量產生，這對混凝土結構安全將是一嚴重隱患。
（2）混凝土的密實性。
混凝土的內部缺陷（不密實），使混凝土在使用過程中易受各種不利因素的侵襲，主要有如下幾種形式：
①滲透：當混凝土不密實，空氣和水容易滲入，水中有害物質就易對混凝土產生化學侵蝕，影響混凝土的耐久性。
②碳化：混凝土中因水泥石含有氫氧化鈣而呈堿性，在鋼筋表面形成堿性薄膜而保護鋼筋免遭酸性介質的侵蝕，起到了“鈍化”保護作用。但當混凝土密實度低，空氣中水和C02滲入，形成碳酸，盡管其酸性很弱，也能中和氫氧化鈣使鋼筋銹蝕，這一過程成稱混凝土的“碳化”。
③凍融破壞：混凝土不密實，體內滲入的水量大，低溫時水結冰體積膨脹產生壓力，從內部破壞混凝土的微觀結構，經多次凍融循環后，損傷積累將使混凝土剝落酥裂，強度降低。
（3）混凝土結構所處的環境條件。
工程結構使用時所處的環境條件是影響混凝土結構耐久性的外部因素，如海水侵蝕、大氣腐蝕、極高溫度、冰凍、水、風、地震災害的襲擊等。根據環境條件對混凝土耐久性的影響，《橋規》（JTGD62）根據公路橋梁的使用情況，將橋梁結構使用環境條件劃分為下列4類：
Ⅰ類環境——系指溫暖或寒冷地區的大氣環境；與無侵蝕性的水或土接觸的環境。
Ⅱ類環境——系指嚴寒地區的大氣環境；使用除冰鹽環境；濱海環境。
Ⅲ類環境——系指海水環境。
Ⅳ類環境——系指受侵蝕性物質影響的環境。
在上述環境分類中，嚴寒地區是指累年最冷月平均溫度低于-10℃地區；寒冷地區是指累年最冷月平均溫度高于-10℃，低于或等于0℃的地區。除冰鹽環境是指北方城市依靠噴灑鹽水除冰化雪的且其主梁受到侵蝕的環境；濱海環境是指海水浪濺區以外且其前無建筑物遮擋的環境；海水環境是指潮汐區、浪濺區及海水中的環境；受侵蝕性物質影響的環境是指某些化學工業和石油化工廠的氣態、液態和固態侵蝕性物質影響的環境。
如上所述，混凝土結構的耐久性取決于混凝土材料的自身特性和結構的使用環境，同時與結構設計、施工及養護密切相關。3提高混凝土結構耐久性的主要技術措施
（1）合理選擇混凝土結構的組成材料。
混凝土各組成材料及鋼筋的選用應滿足材料的耐久性質量要求，應按規范規定對進場原材料進行嚴格的質量檢驗。同時合理改善顆粒級配，提高混凝土的密實性。從而提高耐久性。
（2）提高混凝土的密實性。
控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，改善混凝土的施工工藝，攪拌均勻、充分振搗，加強養護，嚴格控制施工質量。除了選擇及配良好的集料和精心施工保證混凝土充分搗實和水泥充分水化外，水灰比是影響混凝土密實性的最重要的條件，故《橋規》（JTGD62）中規定了各類環境條件下滿足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同時適當摻用外加劑，如摻用減水劑或引氣劑，可改善混凝土的孔隙結構，提高混凝土的密實性。
（3）改進結構設計。
結構的選型、布置和構造應有利于減輕環境因素對結構的作用。采用具有防腐保護的鋼筋（例如，體外預應力筋，無粘結預應力筋，環氧涂層鋼筋等）；加強構造配筋，控制裂縫發展；加大混凝土保護層厚度等。《橋規》（JTGD62－2004）與舊《橋規》相比，構造鋼筋用量增多，混凝土保護層加大，構造不合理的地方進行了調整。
（4）采用高強混凝土以提高結構物的耐久性。
高強度混凝土(50MPa以上)的配制特點就是低水灰比，加外加劑，摻用超細活性摻合料，它的研制和應用解決的核心問題之一就是保證耐久性。由于高強混凝土的密實性能好，抗滲、抗凍性能均優于普通混凝土，因此不但適用于高層和大跨度結構物，對于海洋和港口工程，其抗滲和耐腐蝕性能均大大優于普通混凝土。
（5）加強橋面排水和防水層設計，改善橋梁的環境作用條件。
（6）加強結構使用階段的維護與檢測，提高混凝土的耐久性。
4結語
混凝土破壞絕非是某一孤立原因造成的，多是與其他綜合不利因素有關。本文通過對影響混凝土結構耐久性主要因素的分析，提出綜合提高混凝土結構的各種性能是改善和提高混凝土耐久性的主要措施。從混凝土技術的發展來看，采用高強度混凝土是解決結構耐久性要求的發展趨向。
參考文獻
[1]戴文躍,安美華.高性能混凝土發展前景淺析[J].中國建設信息,2006,(11)
[2]王建花.淺談鋼筋砼結構的耐久性[J].淮陰工學院學報,2004,(05)
關鍵詞：超長混凝土結構溫度收縮裂縫后澆帶設計措施
1前言
建筑工程中，混凝土結構的裂縫較為普遍，裂縫的類型也很多，但按成因基本可歸結為由外荷和變形引起的兩大類裂縫。其中由混凝土收縮和溫度變形引起的收縮裂縫和溫度裂縫以及由這兩種變形共同引起的溫度收縮裂縫則是蘭州地區實際工程中最常見的裂縫。隨著建筑向大型化和多功能發展，超長（即超過溫度伸縮縫間距）高層或大柱網建筑不斷出現，混凝土強度等級的提高，施工中泵送混凝土工藝的應用，使超長混凝土結構易出現的溫度收縮裂縫有逐漸增多的趨勢。雖然這類裂縫屬非結構性裂縫，一般不致影響構件承載力和結構安全，但卻會影響結構的耐久性和整體性。同時也會給使用者感官和心理上造成不良影響。另外由于我國幅員遼闊，不同地區氣候環境、溫濕度差異很大，現行規范對防止和減輕溫度收縮裂縫的設計措施制定的較為原則和局限。因此不少設計人員較重視強度設計，而不太認真考慮抗裂的構造措施。這樣一旦出現裂縫不僅影響工程質量，同時在進入住房商品化，質量糾紛日趨增多的今天也不利于保護自己。
基于以上原因，筆者感到有必要結合蘭州地區溫差大，氣候干燥這一地區特點，根據多年的工程設計實踐和體會，對防止和減輕超長混凝土結構溫度收縮裂縫的設計措施提出一些建議，供設計人員參考并能有所啟發。
2溫度收縮裂縫的基本特點
混凝土在結硬的過程中發生收縮，溫度變化時會熱脹冷縮，當這兩種變形受到約束后，在結構內部就會產生收縮應力和溫度應力，這兩種應力分別超過混凝土抗拉強度時就會導致混凝土開裂而形成收縮裂縫或溫度裂縫。超長混凝土結構中較多見的是在收縮應力和溫度應力共同作用下所產生的溫度收縮裂縫。要分析溫度收縮裂縫的基本特點，首先應掌握收縮和溫度變形的一些基本概念。
2.1收縮變形的特性及影響因素：
一般混凝土最終收縮應變約3～5×10-4，其特點是早期收縮快，半年可完成第一年收縮量的80～90%，一年后仍發展但已不明顯。其影響因素主要有混凝土強度等級，水泥品種，水灰比，坍落度，養護（保溫，保濕）和體表比。
2.2溫度變形的特性及影響因素：
混凝土溫度線脹系數一般為1.0×10-5/C°，其變形隨溫差而變化，一般發生在混凝土結硬一直到房屋使用期間。其影響因素有季節溫差，內外溫差和日照溫差。
2.3溫度收縮裂縫的基本特點：
⑴該裂縫由收縮和溫度變形共同產生，其分布一般為收縮和溫度兩種裂縫的組合，隨環境濕度和溫度而變化，隨時間而發展，裂縫的開裂和危害程度往往較單一的收縮或溫度裂縫嚴重。
⑵根據具體工程裂縫出現的時間、發展與變化、以及分布、形狀、尺寸等特征。一般可分為以收縮變形為主或以溫度變形為主，實際工程中較常見的是以收縮變形為主的溫度收縮裂縫，一般發生在混凝土澆筑后一年內，但多見半月至數月之內。
⑶主要影響的部位及構件是底層和頂部數層梁板構件以及基礎梁、挑檐、欄板等外露構件。
⑷梁板裂縫呈現不同分布和特征，梁縫一般垂直于縱向，分布在兩側面，兩頭細、中間寬、棗核形。裂縫為表面，深進或貫通。單向板縫等間距平行于短邊。雙向板縫較重于單向板縫，兩個方向板縫縱橫交錯，不規則，縫多為貫通，板面縫一般寬于板底縫。
3防止和減輕超長混凝土結構溫度收縮裂縫的設計建議
3.1設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的措施
3.1.1有效設置后澆帶
后澆帶是列入高規中的一種目前設計人員常采用的方法，它利用了混凝土早期收縮量大的特性，其設計思路是“以放為主”。主要作用是釋放早期混凝土收縮應力，減小以收縮為主的變形。高規雖然對后澆帶的間距、寬度、鋼筋處理、澆筑時間有較明確要求，不少資料對此也有所介紹。但是結合多年來對蘭州地區幾個較大型超長工程的設計實踐，深感對后澆帶的做法必須予以重視。如設計施工處理不好，不僅起不到予期的效果，還會留下結構隱患。因此就后澆帶的具體做法提出以下建議和看法：
⑴間距：高規規定為30m～40m。建議具體工程應結合建筑物長度、氣候環境特點綜合考慮，一般應控制在30m左右。
⑵位置：
①小跨梁開間或受力較小的部位，一般可在梁跨三分之一處。
②平面布置時要注意梁的布置宜平行于后澆帶以免梁截斷太多。
③視具體情況可沿平面曲折通過。
⑶寬度：高規規定800～1000mm。建議預留的寬度要考慮滿足鋼筋錯開搭接要求。可允許大于1000mm。
⑷鋼筋：目前對后澆帶內梁縱向鋼筋處理有兩種做法。
第一種：梁板鋼筋均斷開后搭接(高規要求)，但由于梁鋼筋搭、焊接處理困難，質量不易保證，易給結構造成隱患。
第二種：板鋼筋斷開，梁鋼筋直通不斷。目前工程采用較多，但由于截斷梁較多時，鋼筋全部不斷會約束混凝土收縮，達不到予期效果。
建議：梁上部鋼筋，腰筋及板墻鋼筋斷后錯開搭接或必要時先搭后補焊。梁下部鋼筋不斷，可適當加大配筋。這樣即可大大減小梁鋼筋全部不斷對混凝土收縮形成的約束，又可避免梁鋼筋全部斷后造成的鋼筋搭、焊接困難，這種處理方法筆者自93年以來已在一些工程中較好的進行了使用。
⑸澆筑時間：高規要求，宜在兩個月后且澆筑時的溫度宜低于主體混凝土澆筑時的溫度。由于混凝土早期收縮量大，相對一年的收縮量，半月約占30～40%；1個月約占45～55%；2個月約占65～75%；半年約占80～90%，故應按規范執行，一般應保證兩個月后澆筑。
⑹后澆混凝土：采用無收縮或微膨脹混凝土，強度較主體混凝土提高C5級。
⑺設計時要特別交待以下請施工單位注意的問題：
①后澆帶兩側宜設鋼筋網片，防止主體混凝土流入后澆帶。
②后澆帶混凝土澆筑前應清理鑿毛，澆筑時振搗密實，精心養護。
③后澆帶兩側支撐保證穩定可靠，后澆帶混凝土達設計強度時方可拆除。
3.1.2、針對性地采取控制和抵抗溫度收縮應力的措施
⑴加強屋面保溫隔熱措施，采用高效保溫材料，嚴格滿足建筑節能設計標準。
⑵屋面板、外廊板，陽臺板等外露室外現澆板（含施工期間主體暴露時間較長的室內現澆板）以及板跨大于4m且采用泵送混凝土的雙向連續板等溫度收縮應力較大的板，均應在板面（即板的受壓區）配置不小于φ6@200雙向鋼筋網片，或支座鋼筋隔一全跨貫通，但間距不宜大于200mm，每一方向配筋率不宜小于0.1%。以上板在有受力鋼筋處，實配鋼筋尚應考慮溫度收縮應力影響予以適當增大。
⑶框架梁及所有現澆梁凡高度≥600者（外露梁高度≥500）均設置不小于2φ12腰筋。腰筋宜細而密，間距不應大于200mm，每側腰筋配筋率不宜小于0.1%。
⑷檐口板，外露欄板應雙面雙向配筋，上下端頭各配≥2φ10溫度抵抗筋，并每隔15～20m設置一道20mm溫度伸縮縫。
⑸控制現澆板混凝土強度等級不宜大于C35。
后澆帶列入高層規程后已在大量工程中廣泛使用。前已述及，其主要作用是減小混凝土早期以收縮為主的變形。因此，超長混凝土結構溫度收縮裂縫的預防不能僅靠設置后澆帶來解決，必須采取上述“放”“防”“抗”相結合的綜合措施。筆者已在蘭州和西非熱帶地區一些較大型的超長建筑中，根據具體工程各自的特點多次采用了上述綜合措施。實踐證明比較有效。故認為，防止和減輕蘭州地區超長混凝土結構溫度收縮裂縫目前仍然應首先或主要采用設置后澆帶以及控制和抵抗溫度收縮應力的綜合措施。考慮目前混凝土溫度收縮裂縫的趨于增多以及超長混凝土結構的抗震性能。建議采用上述綜合措施，房屋總長宜控制在120m內。
3.2采用UEA補償收縮混凝土
3.2.1方法提出：
由于后澆帶延長工期，鋼筋斷后的搭、焊接和清理鑿毛均給填縫施工帶來一定麻煩，處理不好將留下隱患，因此中國建筑材料科學研究院游寶坤等人提出了采用UEA加強帶取代后澆帶連續澆筑超長建筑的無縫設計施工方法。
3.2.2設計思路：
“以抗為主”的設計原則，利用UEA補償收縮混凝土在硬化過程產生的膨脹作用，在結構中產生少量預壓應力用來補償混凝土在硬化過程中產生的溫度和收縮拉應力，從而防止收縮裂縫或把裂縫控制在無害裂縫范圍內。
3.2.3具體做法
所有樓板均摻10～12%UEA（膨脹率2～3×10-4）。但每間隔50m設置一條2m寬膨脹加強帶，帶內混凝土摻加14～15%UEA（膨脹率4～6×10-4），兩側設密孔鋼絲網，防止混凝土流入加強帶，可連續澆筑100～200m的超長建筑，具文獻[4]介紹，該技術已在全國50多個重大工程中應用。
由于這種方法，規范未列入，施工要求嚴，氣候環境影響大，潮濕地區膨脹可保持，干躁地區會存在問題。結合對福州機場航站樓采用UEA混凝土后實際效果的調研。建議蘭州地區應慎重采用，若采用可做必要計算和實驗，測得一些技術數據，最好在有條件保濕養護的地下結構中采用。也可考慮在建筑長度70m以下，設置后澆帶后影響工期的工程上試用，但對梁板構件仍應針對性地采取3.1.2中介紹的一些必要的控制和抵抗溫度收縮應力的設計措施。另外特別提請施工時要嚴格保濕養護。
3.3采用予應力混凝土結構
予應力混凝土可增強梁板剛度，梁板中所產生的預壓應力可抵消由于混凝土溫度變化和收縮產生的軸向拉應力，從而達到擴大溫度伸縮縫間距不設后澆帶的目的。經對珠海機場調研了解到：梁板在采用無粘結予應力混凝土后，平面尺寸84×48m，未設后澆帶，使用良好。筆者認為，當為滿足建筑層高要求而采用該技術時，可考慮在采用必要的控制和抵抗溫度應力的具體措施后增大溫度伸縮縫的間距，但應結合工程收集資料具體分析。
4結語
⑴溫度收縮裂縫是蘭州地區超長混凝土結構中較常見且日趨增多的裂縫，由于該裂縫的危害性及規范的局限性，設計人員應予以足夠重視。
⑵本文從設計角度上簡析了混凝土收縮和溫度變形的特性，影響因素以及溫度收縮裂縫的成因和基本特點，以使設計人員建立最基本的概念來針對性地結合具體工程特點考慮防止和減輕溫度收縮裂縫的具體措施。
1.收縮裂縫的原因分析。
混凝土凝固時一些水與水泥顆粒結合，體積減少稱為凝縮，另一些水分蒸發，體積減小稱為干縮。凝縮與干縮總稱為收縮。由收縮引起的混凝土變形受到約束作用的限制產生的裂縫為收縮裂縫。施工中收縮裂縫產生的原因：（1）混凝土未完全硬化前產生的收縮裂縫。一般發生在初、終凝結前后。主要是初期養護不好，表面游離水分蒸發過快，混凝土體積收縮，此時混凝土強度很低，混凝土的抗拉強度不能抵抗這種應力變形而產生裂縫。（2）由養護不當產生的收縮裂縫。產生的原因是經風吹日曬，表面干燥過快，干縮較大，并存在差異收縮受內部混凝土約束，其表面產生拉應力而開裂。（3）混凝土收縮引起不均勻下沉形成的裂縫。因快速澆灌混凝土，混凝土沉降不均勻而產生裂縫。收縮下沉裂縫產生的原因主要是混凝土級配不好或水灰比過大，搗實不夠等施工方法不當造成的。（4）施工方法不當引起混凝土收縮裂縫。拌合料攪拌不勻產生，混凝土內砂、石、水泥分布不均。
2.溫度裂縫產生的原因分析。
混凝土凝固過程中，內外溫差形成過大時，構件或結構產生膨脹或收縮，由于該變形受到內外約束的限制而形成的裂縫，稱為溫度裂縫。溫度裂縫產生的原因：（1）大體積混凝土由于水泥水化熱產生的溫度裂縫。（2）預制構件采用蒸汽養護或冬季施工措施不當產生的裂縫。（3）因焊接措施不當，引起的溫度裂縫。（4）屋頂保溫不夠或施工中長期屋面不作保溫層。（5）梁柱現澆結構，因急驟升溫或干燥產生大量的網狀細微裂縫，與此同時梁柱上幾乎出現等間距的粗裂縫，有時局部脫落。（6）使用環境溫度不當。（7）伸縮縫間距超過規范要求。
3.減少或防止溫度裂縫及收縮裂縫的措施。
溫度裂縫及收縮裂縫往往在同一混凝土中是伴生的、共同作用的結果。防止這兩種裂縫要從改善造成裂縫的外部條件和提高混凝土本身強度入手。（1）控制溫度。混凝土的溫度應力是由水泥水化熱，澆灌溫度和外界溫度等各種溫差引起的，且往往是各種溫度的疊加，使混凝土內部和外部溫差過大造成的。因此根據工程的特點和需要，采取不同的控制溫度方法。（2）加強混凝土的早期養護。主要措施有要保持一定濕度，注意早期保持混凝土的水分，減少干縮變形，施工時的防風、防曬及保濕等。（3）合理配筋。鋼筋直徑細且間距密時，對提高混凝土抗裂縫的效果較好，在斷面突變和調口四周應力集中的薄弱部位加筋效果最好。（4）采用補償裂混凝土，摻入微膨脹材料和抗裂材料，以減少混凝土收縮應力及溫度應力的影響。（5）提高混凝土的施工質量，改善混凝土的均質性，提高混凝土的抗裂性能。
二、施工中由于荷載變化引起的裂縫原因分析及防治措施。
1.支模板不妥引起的混凝土裂縫及防治措施。
（1）模板及支模架下沉引起混凝土裂縫。由于構件混凝土未達到一定的強度，過早地承擔了自重等附加荷載，引起開裂。（2）如果是木模板，含水率不合適，潮脹干縮對混凝土質量產生很大的影響，應選用含水率18—23%的木材做模板，在第一次使用前要充分澆水，防止脹縮。（3）混凝土未達到一定強度前，過早受荷受振動而開裂，如在混凝土未達到一定強度時就在其上面走動等。（4）支模時未經計算或計算不正確引起的模板變形。（5）施工超載，即施工荷重大于竣工后使用的荷重。防止支模不妥引起混凝土裂縫的措施：采用相應的措施和計算，防止立柱、模板下沉和變形；選擇合適的模板，避免模板變形；混凝土必須達到1.2Mpa強度以后，才可在上面行走，施工操作；進行必要的施工驗算，不得超載。
2.施工中鋼筋設置不當引起的混凝土裂縫。
（1）受力鋼筋位置不正確引起的混凝土開裂。由于鋼筋位置的不準，改變了受力狀況，必能引起混凝土的裂縫，甚至折斷。（2）受力筋的搭接不當，凈間距不足引起的混凝土裂縫。（3）受力鋼筋如梁筋伸入支座的根數和錨固長度不夠，節點受力時，鋼筋不起作用，引起混凝土開裂。防止由于鋼筋設置不當引起混凝土開裂的措施：熟悉圖紙和設計要求，嚴格按設計要求布置鋼筋并進行復檢，采取固定措施，防止鋼筋位置不準；保證受力鋼筋的凈間距，排列要有利于混凝土的振搗密實；鋼筋的搭接長度必須符合規范規定；受力筋的保護層厚度必須保證；采取措施防止人踩，混凝土砸造成的鋼筋位移，安排專人看管。
3.混凝土強度等級不足使構件或結構產生裂縫。
混凝土強度等級不足使構件或結構的抗拉、抗剪、抗彎強度大大下降，在原設計荷載作用下，必能出現裂縫。原因有配合比問題；操作上計量不準；養護問題等。防止施工中混凝土強度等級不足，應在混凝土施工中從配合比實驗、攪拌、運輸、澆灌、振搗以及養護一系列的過程中嚴格把關，按國家有關規范和操作規程辦事。
4.施工超載引起的裂縫。
主要原因有：（1）施工中樓板、梁上堆積的施工機具，材料重量太大，超過其承載能力。（2）吊裝施工時，屋面上的機械重量布置不合理。（3）運輸車載的過大的集中荷載。預防由于超載引起裂縫的措施：建筑物上堆放機具和材料，應嚴格按有關規范執行，必要時要經過驗算；建筑物上需要布置機械及上運輸車輛時，要有施工方案，要經過詳盡的結構承載力驗算，并經過批準后才能施工。
綜上所述，裂縫的控制應防患于未然，針對裂縫的成因，采取相應的措施預防有害裂縫的產生。實踐證明，只要各施工人員緊密配合，采取科學的控制措施就可以取得良好的抗裂效果。
1.1混凝土內外溫差過大
澆注混凝土直至澆注完畢，因為大量的水化熱會在水化時產生，剛開始時會因為混凝土聚集大量水化熱，因而內部熱量不易揮發，進而造成混凝土中內外溫差過大，同時在混凝土的內部產生強烈的拉應力，導致拉應力比此齡期的混凝土容許拉應力大很多時，會形成溫度裂縫。另外，再加上通常大體積的混凝土配置鋼筋沒有深入到內部，因而由混凝土承擔因過大的內外溫差產生的拉應力，導致更容易產生溫度裂縫。
1.2混凝土收縮
然而伴隨著初期大量水熱化混凝土的漸漸消失，混凝土在后期會逐漸蒸發內部自由水，在外力不影響的條件下，混凝土會伴隨著硬結而自發的形成收縮和變形，但是，當這種收縮變形產生時會因為內部鋼筋的影響而受限，進而大量的拉應力會產生在混凝土當中，如果混凝土承擔不了該拉應力時，就會產生溫度裂縫。
1.3溫度突變
在土木工程中，待澆注完畢主梁，因為太陽會暴曬主梁的側面，所以這部分的混凝土的溫度顯然比其他地方的要高，進而造成內部溫度上升呈現非線性，使得主梁因為自己的限制產生過大的局部拉應力，進而因此產生溫度裂縫；除此之外，因為暴雨、陣雨以及冷空氣等氣候變化原因，澆注完畢的混凝土表面溫度會驟降，進而導致內外溫度形成梯形，如果溫度應力達到一定的高溫，就會產生溫度裂縫。
2土木工程大體積混凝土結構施工技術分析
2.1設計優化
在設計土木工程的時候，必須結合工程當地的氣候情況正確選擇混凝土配合比，而且還要布置適量的溫度鋼筋在易產生溫度裂縫的地方，以此和拉應力抗衡，與此同時，選擇在規定范圍內厚度最小的鋼筋保護層，防止由于過大厚度保護層而產生的溫度裂縫；除此之外，在劃分大體積混凝土的過程中，必須利用后澆帶和伸縮縫的正確設置來進行規則的分隔，同時還要根據科學設計的混凝土結構形狀，擴大混凝土水化熱的散熱范圍，進而防止加快增加其內部溫度，進而分散應力，減小產生溫度裂縫的可能性；而且，還要最大限度使用二次澆注的方法設計和施工混凝土，而且，在進行二次澆注的過程中為了增加混凝土抗拉能力，必須在其中添加聚丙烯纖維網或者鋼筋網。
2.2材料控制
大體積的混凝土之會有溫度裂縫產生，原因在于混凝土釋放大量的水化熱，因此，盡可能使用水熱化程度較低的水泥在大體積的混凝土當中，為了最大限度使用較少用量的水泥，還可以利用摻合料的方式，比如可以添加一些粉煤灰等。就混凝土的粗骨料的選擇而言，盡可能使用級配良好、強度高和粒徑大的粗骨料，可以有效防止混凝土產生收縮變形的現象，與此同時，也不會忽視含泥量和其他有害物質的含量的控制。而在混凝土的細骨料的選擇上，就必須符合泵送的要求，盡可能使用細砂或者中砂，這樣可以保證以最小的表面積和空隙率充分減少使用水泥的用量。除此之外，為了更好地增加同齡期混凝土的抗拉能力，還可以采用摻加外加劑的方式進行，有效提高了混凝土的和易性，減少水灰配比。
2.3施工控制
在實際施工混凝土澆注時，試驗人員的職責是根據現場的情況，及時跟蹤坍落度和和易性變化現象并隨時測量，根據結果上報攪拌站并及時進行處理。對于混凝土搗固人員來說，要經過嚴格的培訓，考核通過之后才能夠上崗，并且要權責明晰，分工明確，特別是要由專職人員搗鼓和處理鋼筋集中的地方、端模、拐（死）角等，技術人員和施工員要跟班指揮現場。通過插入式的為主要方式進行混凝土振搗，插入振搗最佳厚度為30cm，以垂直等距離插入到下層間距在60cm以內，高度大約為5～10cm。施工人員必須邊振搗邊觀察，盡可能避免漏振或過振等現象。
2.4冷卻管降溫
利用提前鋪冷卻管路在混凝土結構內部中，以此降低在硬化時混凝土內部的溫度，保證腳注混凝土完畢后通水循環冷卻的正常實施，冷卻管路中的水量的范圍不能超過1.5m3/h，如果管內為過高水溫，那么也會加快水流的速度和流量。施工的部位不能因為冷卻管的出水而受到影響，如果混凝土總體初步凝固，那么可以酌情通過該出水進行保溫養護。待混凝土養護的步驟結束，為保證混凝土的強度以及其他不受中空的冷卻管的影響，所以下一步一般利用真空壓漿的方式完成注漿和壓漿的工作。
3結語
關鍵詞：水下混凝土結構耐久性鋼筋的銹蝕監測
隨著時間的不斷推延，許多水下混凝土構件中的鋼筋逐漸被滲水而發生銹蝕，從而導致其構件的耐久性降低，結構安全性也降低[1].因此，引起的工程損壞事例不斷發生，由此帶來的工程損失及處理費用也迅速增加，這也引起了建筑工程界和路橋部門的高度重視。其中，水下混凝土結構中鋼筋的銹蝕較為普遍，特別是沿海地區的閘、涵、橋、防護堤及鹽湖地區的水下混凝土較為嚴重，據資料顯示，施工質量較差的混凝土構件，因為鋼筋的銹蝕，正常使用幾年后，就會產生順筋脹裂，從而導致結構破壞，以致鋼筋混凝土的失效。
一、水下混凝土結構中鋼筋銹蝕的原因
混凝土在水化作用時，水泥中氯化鈣生成氫氧化鈣，使混凝土中含有大量的氫氧根離子，使PH值一般可達到12.5-13.5，鋼筋在這樣的高堿環境中，表面容易生成一層鈍化膜[2]，研究結果表明，這種鈍化膜能阻止鋼筋的銹蝕，只有這層鈍化膜遭到破壞，鋼筋開始銹蝕。
1.1、混凝土碳化引起鋼筋銹蝕
因為混凝土硬化后，表面混凝土遇到空氣中二氧化碳的作用，使氫氯化鈣慢慢經過化學反應變成碳酸鈣，使之堿性降低，碳化到鋼筋表面時，使鈍化膜遭到破壞，鋼筋就開始腐蝕，眾所周知，大氣是二氧化碳的主要來源，大氣中通常含0.2%-0.3%的二氧化碳，而且只要有大氣存在的地方，就必然存在二氧化碳，而水下混凝土結構也有不少部分存在于二氧化碳環境中，對于普通的硅酸鹽而言，水化產生的氫氧化鈣可達到整個水化產物的10%-15%，它作為水泥水化產物之一，一方面，它是混凝土高堿度的提供源和保證者，對保護鋼筋起著十分重要的作用；另一方面，它又是混凝土中最不穩定的成分之一，很容易與環境中的酸性介質發生中和反應，使混凝土碳化，并逐步延伸鋼筋，使鋼筋開始銹蝕[3]。
1.2、氯離子引起的鋼筋銹蝕
水下混凝土中，氯離子進行混凝土通常有兩種途徑：其一是“摻入如含有氯鹽的外加劑，使用海砂，施工用水含氯鹽，在含鹽環境中攪拌，澆筑混凝土時，其二是”滲入“環境中的氯鹽通常通過混凝土的宏觀、微觀缺陷，滲入到混凝土中并達到鋼筋表面，直接或間接破壞混凝土的包裹作用及鋼筋鈍化的高堿度兩種屏障,使之發生銹蝕繼而銹蝕產物體積膨脹,使混凝土保護層開裂與脫落[4];在海洋環境中的水下混凝土結構大都是這種情況。氯離子引起鋼筋銹蝕可以從以下幾個方面分析：
1.2.1破壞鈍化膜
混凝土屬于堿性材料，其孔隙溶液的PH值為12-14[2]，因而對鋼筋具有較好的保護作用，有利于鋼筋表面形成保護鋼筋的鈍化膜，但這種鈍化膜只有在高堿環境中才是穩定的。如果周圍環境PH值降到11.8時，鈍化膜就開始變得不穩定，當PH值繼續降到9.88時，鈍化膜就開始變得難以生存或逐漸破壞，使得進入混凝土中的氯離子吸附于鈍化膜處，并使鈍化膜的PH值迅速降低，逐步酸化，從而使得鈍化膜被破壞。
1.2.2形成腐蝕電流
無論混凝土碳化還是氯離子侵蝕，都可以引起鋼筋部分銹蝕，在鈍化膜破壞處有腐蝕電流產生，在鈍化膜破壞還與未破壞區這間存在電位差，有宏電流產生，但微電流要比宏電流大得多。又因為氯離子的存在大大降低了混凝土的電阻率，并且氯離子和鐵離子的結合可以形成易容于水的氯化鐵，從而加速了腐蝕產物向外的擴散過程，并由于宏觀腐蝕電流在鈍化膜破壞區邊邊緣最大，使得靠近鈍化區的邊緣的局部鈍化膜破壞較快，這種現象稱為局部銹蝕鋼筋的“邊緣效應”。
1.2.3氯離子導電作用
正是由于混凝土結構中氯離子的存在，大大降低了陰、陽極之間的歐姆電阻，強化了離子通路，提高了腐蝕電流的效率，從而加速了鋼筋的電化學腐蝕過程，氯離子對混凝土中鋼筋銹蝕更嚴重更快速[5].而氯化物是鋼筋的一種活化劑，它能置換鈍化膜的氧而使鋼筋發生潰爛性腐蝕，而氯鹽是高吸濕性的鹽，它能吸收空氣中的水分變成液體，從而使氯離子從擴散作用變成滲透作用，達到氯離子，透過保護區去腐蝕鋼筋的目的。
1.2.4氯離子的陽極去極比作用
氯離子不僅促成了鋼筋表面的腐蝕電流，而且加速了電流的作用過程，陽極反應過程Fe2eFe2+,如果生成的Fe2+不能及時搬運而積累于陰極表面，則陰極反應就會因此而受阻，相反，如果生成的Fe2+能及時被搬走，那么。陽極反應過程就會順利乃至加還進行，Cl與Fe相遇就會生成FeCl2，Cl能使Fe消失而加速陽極過程，通常把陽極過程受阻稱做陽極極化作用，而加速陽極過程者，稱作陽極去極化作用，氯離子正是發揮了陽極去極化作用的功能。
應該說明的是，在氯離子存在的混凝土中，鋼筋通常的銹蝕產物很很難找到FeCl2的存在，這是由于FeCl2是可溶的，在向混凝土內擴散遇到氫氧根離子，立即生成Fe(OH)2的一種沉淀物質又進一步氧化成鐵的氧化物，即通常說的“鐵銹”，由此可見，氯離子只起到了“搬運”的作用，而不被消失，也就是說進入混凝土的氯離子，會周而復始地起破壞作用，這也是氯鹽危害特點之一。
1.2.5氯離子與水泥的作用及對鋼筋銹蝕的影響
水泥中的鋁酸三鈣，在一定條件下，可與氯鹽作用生成不溶性“復鹽”，從而降低了混凝土中游離氯離子的存在，從這個角度講，含鋁酸三鈣高的水泥品種有利于氯離子的侵害，海洋環境中優先選用鋁酸三鈣含量高的普通硅酸鹽水泥，然而，復鹽只有在堿性環境下才能生成和保持穩定，當混凝土的堿度降低時，復鹽會發生分解，重新釋放出氯離子來。在做鋼筋銹蝕實驗不難發現，如果大面積的鋼筋表面上具有高濃度的氯化物，則氯化物所引起的銹蝕是均勻的，但是在不均質的混凝土中，常見的局部銹蝕，導致點蝕[6].首先則是在很小的鋼筋表面上，混凝土孔隙液具有較高的氯化物濃度，形成破壞鈍化膜的具備條件，形成小陽極，此時，鋼筋表面的大部分仍具鈍化膜，成為大陽極，這種特點的由大陽極、小陰極組成的銹蝕電偶，由于大陰供養充電，使小陽極上的鐵迅速溶解而產生沉淀，小陰極區局部酸化，同時，由于大陰極區的陰極反應，生成氫氧化根離子，PH值增高，氯離子提高了混凝土的吸濕性，使得陰極與陽極之間的混凝土孔隙的歐姆電陰降低，這幾方面的自發變化，將使上述局部銹蝕電偶得以自發的一局部深入形式繼續進行。
二、評定與檢測水下混凝土構件中鋼筋的銹蝕狀態
為了減少鋼筋銹蝕對結構造成危害，需要即時了解現有的結構中的鋼筋銹蝕狀態，以便對鋼筋采取必要的措施進行預防，我們對鋼筋銹蝕的測試，可采用如下幾種方法：
2.1視覺法和聲音法
在常規的混凝土結構中，鋼筋銹蝕的第一視覺特征是鋼筋表面出現大量的銹斑，顯然，只要檢查鋼筋表面就可以看到；有時，混凝土的表面下的裂縫發展到表面，混凝土最終開裂時可直接檢查鋼筋在早期可以用“發聲”方法估計下部裂縫引起的破壞。使用小錘敲擊表面，用聲波方面檢測順筋方向的裂縫的出現。
2.2氯離子的監測
它需要對鋼筋以上或周圍的混凝土進行采樣，一般通過鉆芯方法，然后用電測法或化學方法確定氯含量，最近，以有中和反應法儀器用于結構中氯離子含量的檢測。
2.3極化電阻法
極化電阻法（線形極化法）[7]作為一個銹蝕監測方法，已經成功的應用于生產工業和許多環境，該方法的原理是將銹蝕率與極化曲線在自由銹蝕電位處的斜率聯系在一起，可以用雙電極或三電極系統監測材料與環境偶合的銹蝕率。極化電阻法同樣檢驗混凝土中的定位的問題；一個小操作可對放在砼中任何需要的位置，但回填土料同樣是影響測量結果的一個非常關鍵性的因素。
2.4自然電位法
混凝土中的鋼筋與周圍介質在交界面上相互作用形成雙電層[8]，并與介質兩側產生電位差，電位差大小能反應鋼筋所處的狀態，既活化或鈍化狀態，自然電位通過測定鋼筋電極對照比電極的極對電位差來定性判定鋼筋銹蝕狀況，自然電位法設備簡單，價格便宜，操作方便，對混凝土的鋼筋銹蝕體系無干擾，自然電位法的判定標準如下：E>-200ml，鈍化狀態有5%銹蝕可能性；-200ml>E>-350ml。有50%可能銹蝕；E<-350ml,95%的銹蝕的可能性。
論文摘要:使結構安全適用、經濟合理、是結構工程師的任務和責任。根據長期工作體會從概念設計的觀點出發，介紹抗震設計中遵循的原則，提高房屋抗震性能的措施。結合工程實際介紹了環境類別和保護層厚度的確定、按簡支梁計算構造鋼筋的設置等問題。
一、概念設計和結構構造
抗震設計中，影響整個結構抗震能力的因素很多，如：結構構件的承載力和變形能力;非結構構件的材料性能及提供的強度儲備；結構的連接構造；結構的穩定性；結構的整體性能在經受第一次地震后多次余震反復作用下的抗破壞能力。目前只對第一種因素作了計算，其它因素尚無法進行計算，靠概念設計和結構構造做到結構體系具備必要的承載力、剛度、穩定性、能力吸收及耗能能力，也就是具有足后的延性。對復雜結構，七分計算三分構造，更重要的是概念設計。
（一）概念設計
材料性能、構件性能、連接構造、結構體系通過實驗、實踐檢驗，但還不能計算，稱為概念設計，抗震設計中應遵循以下原則：(1)結構的承載力、剛度、質量在平面內和沿高度應均勻、對稱和連續分布，避免應力集中：(2)應盡可能設置多道抗震防線，布置超靜定結構及延性較高的耗能構件，注意適當加強靜定結構部位、關鍵部位和薄弱環節；(3)注意結構的連接整體性，結果單元應采用牢固連接，不同結構單元應遵守徹底分開的要求；(4)估計和控制塑形鉸區出現的范圍和部位，有針對性的進行構造布置，掌握結構的屈服過程以及最后形成的屈服機制；(5)做到強柱弱梁、強剪弱彎；(6)采取有效措施防止過早的混凝土剪切破壞，鋼筋錨固滑移和混凝土壓碎等脆性破壞；(7)構件和節點連接的承載力和剛度要與結構的承載力和剛度相適應，節點連接的承載力不低于構件的承載力；(8)應該避免盲目增加鋼筋，某一部分結構設計承載力超強或不足，都可能造成結構的相對薄弱，梁端、柱端及抗震墻的加強部位受彎配筋在滿足承載力和抗震構造要求的條件下，應減少鋼筋超配；(9)考慮非結構性部件對主體結構抗震產生有利和不利的影響。
（二）結構構造
結構體系靠力學計算保證構件的承載力及變形，又靠構造措施將構件連接在一起，形成結構體系，合理的構造保證構件傳力明確；保證在力的多次作用下能力的吸收及耗散；避免因部分構件破壞而使結構體系喪失承載能力及抗震能力；保證在設計使用年限內的耐久性。可以說結構構造是概念設計的具體化。我國通過幾十年的實踐，特別是唐山地震所總計的經驗教訓，后來試驗研究都有完整的結構構造措施。但是認識在不斷提高，概念設計在不斷發展，結構設計除正確運用目前的構造措施，同時還需要不斷總結、充實、提高。
二、結構計算
（一）荷載要準確
荷載包括結構自重，建筑材料做法，設備荷載（設備自重、管道重），建筑功能需要的活荷載，風、雪荷載、地震力、溫度變化產生應力以及其它偶然作用等。有的荷載規范有所規定，可作依據，有的需要各專業提高。建筑專業提高的不僅僅是荷重，而應該是具體的材料做法，設備專業則應提供所選用的樣本。由于建筑做法和設備一般要到訂貨時才能落實，在這以前變換的可能性很大，結構設計人員應該意識到這一點，并要求有相關的知識，準確計算所采用的荷載。
隔墻荷載占總荷載的比例較大，隔墻材料品種繁多，但尚無十分理想的隔墻材料，不是荷重偏大就是隔音差、抗撞擊差或板塊之間易出現裂縫。當隔墻位置固定且隔墻材料確定時，預留荷載是必要的，但考慮過重的隔墻會使結構用鋼量過大。一般可與建筑專業配合，易采用輕質材料并在施工圖中說明隔墻材料，允許荷載值及位置。
結構計算最忌諱漏掉荷載，他將使計算白費或使結構存在隱患，應引以為戒。
（二）應分析計算結果
對復雜或重大工程一般需要用兩種不同單元模型的程序進行分析和比較，對特殊工程應選擇適當的計算程序。建立的模型，邊界、支撐條件應盡量符合實際。程序中的輸入數據應弄明其緣由，弄清其概念，對提高設計質量是不可缺少的。
（三）環境類別與保護層的確定問題
混凝土設計規范第3.4.1條規定了耐久性設計的原則及構件環境類別的分類標準。規范第9.2.1條給出了各類環境條件下的構件縱向受力筋保護層最小厚度。這是新規范重視耐久性問題的具體體現。由于規范是依據構件所處的環境類別來確定縱向受力筋保護層最小厚度的，對于處在兩種環境交界部位的構件，如地下室墻，迎水面側一般為二類環境，而其室內一側一般為一類環境，兩側面的受力筋保護層最小厚度也應有所區別。因此筆者認為，對于處在兩種環境交界部位的構件，在選用最低混凝土級別、確定混凝土配合比等耐久性基本要求（規范第3.4.2～3.4.8條）時應接交界面上兩種環境類別中的最不利環境類別確定，在確定受力筋保護層最小厚度時，則應按構件表面所處的環境類別分別考慮。否則，對于基礎地板、地下室外墻，隨著保護層厚度的增大，采用商品混凝土時，構件表面出現早期收縮縫的機率也隨之增大，而構件表面開裂后，反而影響構件的耐久性。所以保護層厚度不是越大越好，而應構件表面所處的環境類別有針對性地選用。
（四）安簡支計算的梁端部上部構造鋼筋設置問題
混凝土結構設計規范第10.2.6條對實際受約束的簡支梁端上部構造筋作了規定。此時梁端實際受到部分約束，如按梁端的實際約束條件采用彈性理論進行整體內分析，計算所得的實際彎矩除與梁上承受的荷載大小有關外，更與梁端的約束構件即邊梁或構件柱的相對剛度有關。將梁端構造鋼筋的截面面積與梁跨中下部縱向受力鋼筋計算所需截面面積相關聯，只體現了梁上承受荷載的大小，而沒有考慮梁端實際約束程度，如果梁端實際約束程度很弱，非常接近于簡支，即使梁上承受的荷載很大，梁端實際彎矩仍很小，因而沒必要配置太多鋼筋，這是其一。其二，條文所指部分約束梁端的構件通常是指磚混結構的構造柱、框架和主次梁體系中的邊梁，如果梁端實際配筋較大，梁承受的負彎矩也較大，與之平衡的構造柱彎矩或邊梁的扭矩也較大，當約束構件是構造柱時，由于構造柱配筋較小，一般為4φ12，很可能造成構造柱的配筋不足；當約束構件是框架或主次梁體系中的邊梁時，雖然按彈性理論計算邊梁有較大的扭矩，但國外的試驗資料表明5，邊梁開裂后，其抗扭剛度約相當于彈性抗扭剛度的1/10。塑性內力重分的結果使得邊梁扭矩和梁端實際彎矩值都很小，沒比要配置太多的鋼筋。新的混凝土結構設計規范實施前，我院設計的大部分工程終于邊梁相交的梁端實際配筋統一為2φ12（四肢箍為4φ12），20世紀六七十年代設計的部分工程甚至為2φ10或2φ8這些工程已正常使用了30年綜上所述，規范所給的這種配筋策略是否合適值得商榷。
參考文獻
[1]混凝土結構設計規范(GB50010-2002).2002
[2]中國建筑科學研究院.混凝土結構設計.中國建筑工業出版社.2003
[3]呂西林。高層建筑設計(第二版).武漢理工大學出版社.2003。
