淺談混凝土裂縫的成因與控制

孫彪江蘇鎮(zhèn)江建科工程管理有限公司 212000

孫浩華重慶市梁平縣水務(wù)局屏錦片水利水保站 405209

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淺談混凝土裂縫的成因與控制

孫彪
江蘇鎮(zhèn)江建科工程管理有限公司 212000

[摘要]混凝土的裂縫問(wèn)題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問(wèn)題。本文從設(shè)計(jì)、材料、配合比、施工現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)等方面對(duì)混凝土工程中常見的一些裂縫的成因進(jìn)行了分析探討。針對(duì)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因提出了控制裂縫發(fā)展的措施，并總結(jié)了混凝土裂縫的處理方法。 隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程不斷加快，人們對(duì)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)需求越來(lái)越大。電力結(jié)構(gòu)的發(fā)展轉(zhuǎn)變是完善我國(guó)能源合理利用的重要措施之一，其中水利工程是這一階段衍生出的最為重要的建設(shè)組成部分。然而，水利工程對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂颉⑺|(zhì)、地質(zhì)以及生物多樣性有著不同程度的影響。文章從我國(guó)水利工程建設(shè)的現(xiàn)狀入手對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析，旨在為水利工程的相關(guān)業(yè)內(nèi)人士提供一些幫助。

[關(guān)鍵詞]混凝土;裂縫；成因；控制 水利工程；生態(tài)環(huán)境影響；生物多樣性

1.引言

混凝土結(jié)構(gòu)工程的裂縫，是一個(gè)帶著有普通性被工程界很為關(guān)注的問(wèn)題。有些裂縫的繼續(xù)擴(kuò)展可能危及結(jié)構(gòu)安全，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的最終破壞往往是從裂縫開始的，成為結(jié)構(gòu)的破壞的先兆，這主要是指荷載產(chǎn)生的裂縫；有些裂縫的出現(xiàn)造成工程滲漏，影響正常使用，保護(hù)層剝落，降低混凝土強(qiáng)度，嚴(yán)重?fù)p害工程耐久性，縮短工程使用壽命，這主要是指變形產(chǎn)生的裂縫；還有耦合作用下的裂縫和堿骨料反應(yīng)膨脹應(yīng)力引起的裂縫及凍融引起的裂縫。同時(shí)較大的結(jié)構(gòu)裂縫，影響建筑美觀，為裝修造成困難。由于產(chǎn)生裂縫的微觀與宏觀機(jī)理的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)變化性，它也是困擾工程技術(shù)人員一個(gè)技術(shù)難題。

2.裂縫的成因

裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，有設(shè)計(jì)方面的原因，但更多的是施工過(guò)程的各種因素組合產(chǎn)生的，要根本解決混凝土中裂縫問(wèn)題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因人手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產(chǎn)生的最有效的途徑。裂縫原因是設(shè)計(jì)、施工、材料、環(huán)境及管理等相互影響的綜合性問(wèn)題，解決裂縫控制問(wèn)題應(yīng)當(dāng)采取綜合方法。

2.1設(shè)計(jì)原因。設(shè)計(jì)中對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不當(dāng)，造成構(gòu)件的裂縫，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的斷面突變而產(chǎn)生的應(yīng)力集中所產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫，設(shè)計(jì)中構(gòu)造鋼筋配置過(guò)少或過(guò)粗等引起構(gòu)件裂縫(如墻板、樓板)，設(shè)計(jì)中未充分考慮混凝土構(gòu)件的收縮變形；設(shè)計(jì)中采用的混凝土等級(jí)過(guò)高，造成用灰量過(guò)大，對(duì)收縮不利。菏載收縮，使用環(huán)境溫度變化，管線配置不當(dāng)，保護(hù)層厚度不足，抗溫度收縮配筋不足。

2.2材料原因。骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。粗細(xì)集料含泥量過(guò)大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生?；炷镣饧觿?、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開裂影響很大?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

2.3混凝土配合比設(shè)計(jì)原因。設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)。配合比中水灰比，過(guò)大。單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。

2.4施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因?，F(xiàn)場(chǎng)澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過(guò)振或振搗棒抽撤過(guò)快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。拌和不均勻，攪拌時(shí)間不足或過(guò)長(zhǎng)，拌和后到澆筑時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，易產(chǎn)生裂縫。連續(xù)澆筑時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，接茬處理不當(dāng)，易產(chǎn)生裂縫。高空澆注混凝土，風(fēng)速過(guò)大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。對(duì)大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

2.5外界因素。構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫；周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫；野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，火災(zāi)、輕度地震等引起裂縫。

3.裂縫的防治

3.1設(shè)計(jì)方面。1、計(jì)中應(yīng)處理好構(gòu)件中‘抗’與‘放’的關(guān)系。所謂‘抗’就是處于約束狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有足夠的變形余地時(shí)，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂‘放’就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無(wú)約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時(shí)所采取的措施。[1]2、用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)要解決由于收縮而產(chǎn)生的裂縫，可在混凝土中摻用膨脹劑來(lái)補(bǔ)償混凝土的收縮。3、冬天停工春天繼續(xù)施工時(shí)，地下室頂板、 地下室的窗上墻和窗下墻容易出現(xiàn)裂縫，目前在設(shè)計(jì)中通常采用了“放”、“抗”或“抗放結(jié)合”的控制裂縫措施。

3.2材料選擇。根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)及水泥品種、等級(jí)，盡量避免采用早強(qiáng)高的水泥。選用級(jí)配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑目標(biāo)已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

3.3混凝土配合比設(shè)計(jì)。混凝土配合比除應(yīng)按《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ55的規(guī)定，根據(jù)要求的強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)、耐久性及工作性等進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)外[2]。

3.4施工方面。1、模板及其支架應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基土類別、施工程序、施工工具和材料供應(yīng)等條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。模板及其支架應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定，安裝的模板須構(gòu)造緊密、不漏漿、不滲水，不影響混凝土均勻性及強(qiáng)度發(fā)展。2、應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)拌混凝土，其質(zhì)量應(yīng)符合《預(yù)拌混凝土》GB/T14902的規(guī)定進(jìn)行外，對(duì)品質(zhì)、種類相同的混凝土，原則上要在同一預(yù)拌混凝土廠訂貨。如在兩家或兩家以上的預(yù)拌混凝土廠訂貨時(shí)，應(yīng)保證所用主要材料及配合比相同，制備工藝條件基本相同。3、為了獲得勻質(zhì)密實(shí)的混凝土，澆筑時(shí)要考慮結(jié)構(gòu)的澆筑區(qū)域、構(gòu)件類別、鋼筋配置狀況以及混凝土拌和物的品質(zhì)，選用適當(dāng)機(jī)具與澆筑方法。

1.2.1 揮發(fā)油的提取。取新鮮銀杏外果皮破碎后,裝入1 000 mL圓底燒瓶中,加入重蒸石油醚250 mL,冷浸5 d。冷浸液經(jīng)無(wú)水硫酸鈉干燥后,低溫回收石油醚,得到具有特殊刺激性氣味的淡黃色蠟狀固體2.407 g,揮發(fā)油樣品置于冰箱中4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

3.5管理方面。應(yīng)當(dāng)確定科學(xué)的控制裂縫標(biāo)準(zhǔn)，合理的選擇施工進(jìn)度，避免在混凝土施工中過(guò)分搶修工期，監(jiān)督混凝土施工中制定的各項(xiàng)技術(shù)措施，必須嚴(yán)格執(zhí)行。施工過(guò)程中及驗(yàn)收后發(fā)現(xiàn)有少量的裂縫，應(yīng)當(dāng)采取化學(xué)灌漿方法和封閉方法加以處理[3]，采取適當(dāng)措施以確保結(jié)構(gòu)物的正常耐久使用，完全滿足設(shè)計(jì)要求。

3.6環(huán)境方面。注意施工的季節(jié)，環(huán)境的溫濕度及氣象變化對(duì)混凝土變形性能的影響，嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)坍落度、防風(fēng)等，應(yīng)當(dāng)盡可能在較低的溫度環(huán)境中開始澆灌混凝土，中間特別注意急劇降溫、急劇干燥對(duì)混凝土的不利影響。

4.處理方法

目前土裂縫的處理方法：表面處理法、填充法、灌漿法、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法、混凝土置換法、仿生自愈合法等。

參考文獻(xiàn)

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[2]何星華,高小旺.建筑工程裂縫防治指南[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

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水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響綜述

孫浩華
重慶市梁平縣水務(wù)局屏錦片水利水保站 405209

在水利工程建設(shè)的過(guò)程中，工程建設(shè)的本身與對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是否協(xié)調(diào)直接決定了水利工程的建設(shè)成果。因?yàn)樗こ痰慕ㄔO(shè)目的就是服務(wù)于人民，當(dāng)工程的建設(shè)彌補(bǔ)得了電力缺口，卻失去了生態(tài)環(huán)境的平衡。這種拆東墻補(bǔ)西墻的建設(shè)方式不但沒(méi)有解決人們對(duì)現(xiàn)代化建設(shè)的需求，還為人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活帶來(lái)了影響。那么它就失去了建設(shè)的價(jià)值。所以，只有對(duì)其進(jìn)行一定的生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，就可以使得水利工程的發(fā)展朝著更加實(shí)用的建設(shè)目標(biāo)邁進(jìn)。

一、我國(guó)水利工程建設(shè)的現(xiàn)狀

水資源是我國(guó)重要且欠缺的能源資源，它的可再生性能夠在很大程度上滿足當(dāng)前國(guó)家建設(shè)環(huán)保型社會(huì)的迫切需求。近幾年，我國(guó)水利工程建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程在不斷加快，這就意味著我國(guó)水資源的利用將登上一個(gè)新的臺(tái)階。

然而，水利工程建設(shè)的快速發(fā)展也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了一定程度的影響。對(duì)水資源的利用如果是在破壞生態(tài)環(huán)境的前提下進(jìn)行，這就與其發(fā)展建設(shè)的目的相悖，即與國(guó)家要建設(shè)環(huán)保型社會(huì)的目的相悖。這種情況就使得水利工程的建設(shè)在很大程度上降低了其存在價(jià)值。對(duì)于這一問(wèn)題，就必須使水力資源的開發(fā)利用更加合理化、長(zhǎng)遠(yuǎn)化。就必須將水利工程的建設(shè)需求與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)問(wèn)題一并抓起來(lái)。這樣才是實(shí)現(xiàn)建設(shè)環(huán)保型社會(huì)的正確方向。

二、水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響因素

（一）氣候

（二）水質(zhì)

水利工程是通過(guò)對(duì)水資源的儲(chǔ)存來(lái)實(shí)現(xiàn)合理利用的。其工作原理是水資源的儲(chǔ)存會(huì)為水的復(fù)氧提供條件，進(jìn)而利用水中的潛在資源。這一過(guò)程會(huì)使得水庫(kù)的水位不斷增高，從而減緩了水資源污染物的快速擴(kuò)散。而水利工程在增加水資源在庫(kù)區(qū)滯留時(shí)間的同時(shí)，還會(huì)使水體產(chǎn)生不規(guī)則的沉降現(xiàn)象。水體沉降現(xiàn)象的表現(xiàn)為渾濁度降低、懸濁物沉降，這就會(huì)使得水庫(kù)內(nèi)的水流速度降低。這種情況就為水體內(nèi)藻類的活動(dòng)量增大提供了條件，而藻類呼吸所產(chǎn)生的二氧化碳會(huì)與水中的金屬離子相結(jié)合，從而降低水體的硬度。這在很大程度上降低了水體污染的發(fā)生率。然而，水庫(kù)內(nèi)水流速度的降低會(huì)導(dǎo)致水與空氣的交換頻率降低，那么水體中含氧量就會(huì)降低，這就會(huì)造成水庫(kù)中水體的自凈能力下降。

（三）地質(zhì)

水利工程的建設(shè)會(huì)使得其周邊水資源的水位上升，這就會(huì)使得當(dāng)?shù)氐耐恋爻霈F(xiàn)沼澤化、鹽堿化的現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至?xí)斐山](méi)土地的現(xiàn)象發(fā)生。一旦出現(xiàn)浸沒(méi)土地的現(xiàn)象就會(huì)導(dǎo)致土壤的含氧量下降、微生物活動(dòng)降低，最終造成土壤肥力降低的嚴(yán)重后果。土壤含水量過(guò)高以及土壤的肥力不夠，將直接農(nóng)作物的根系腐爛，這就極大的影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。此外，對(duì)于透過(guò)毛細(xì)管滲入地表的水資源，在巨大的蒸騰作用下就會(huì)使得地面土壤的狀態(tài)逐漸呈現(xiàn)鹽堿化。而且，水利工程的建設(shè)還可能會(huì)引發(fā)泥石流、山地滑坡以及地震等地質(zhì)災(zāi)害。其產(chǎn)生的原因是水資源的大量?jī)?chǔ)存使得水體的壓力增大，與水接觸密切的巖石就難以承擔(dān)其重量。那么巖石就會(huì)發(fā)生斷裂現(xiàn)象，從而使得地殼與巖層之間的原有應(yīng)力發(fā)生改變，進(jìn)而引發(fā)地震災(zāi)害。

（四）生物多樣性

對(duì)生物多樣性的影響主要體現(xiàn)在兩方面，一方面是永久性影響。如果水利工程的建設(shè)項(xiàng)目淹沒(méi)了草地、森林，那么陸生與水生生物就會(huì)失去賴以生存的家園。另一方面的影響是局部的，例如，水利工程周邊的水資源會(huì)因水利工程的建設(shè)存在不程度的沼澤化問(wèn)題。這就會(huì)對(duì)水利工程建設(shè)當(dāng)?shù)氐膭?dòng)植物多樣性帶來(lái)嚴(yán)重的影響，尤其是對(duì)水中生物多樣性的影響。水中生物會(huì)因生存條件的不規(guī)則變化而難以適應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致大范圍死亡。一部分食物鏈的斷裂會(huì)直接影響所有生物的生存繁衍，在很大程度上降低了生物的多樣性。

三、控制水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

水利工程的建設(shè)必須要以實(shí)現(xiàn)水資源利用與生態(tài)保護(hù)的“雙贏”為發(fā)展方向，只要這樣才能有效的完成國(guó)家對(duì)環(huán)保型社會(huì)的建設(shè)任務(wù)。我國(guó)在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的積極影響下對(duì)電力結(jié)構(gòu)做出了調(diào)整，其主要的措施是利用水利工程來(lái)帶動(dòng)水利發(fā)電。然而，在其建設(shè)的過(guò)程中，卻并沒(méi)有按照可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)道路向前邁進(jìn)。這是因?yàn)樵谛藿ㄋこ虝r(shí)或多或少的會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成影響。上文所述的內(nèi)容表明，水利工程的建設(shè)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂?、水資源水質(zhì)、地質(zhì)以及生物多樣性產(chǎn)生不同程度的影響。

針對(duì)這種情況，就需要水利工程的建設(shè)者提高對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。把水利工程的建設(shè)以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)一并歸到對(duì)水資源的研究發(fā)展進(jìn)程當(dāng)中，引導(dǎo)水利工程的建設(shè)真正朝著可持續(xù)發(fā)展的道路前進(jìn)。具體控制水利工程建設(shè)的措施包括，形成對(duì)生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)體系，以此來(lái)規(guī)范水利工程的生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)。此外，還應(yīng)對(duì)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)的水利工程進(jìn)行工程造價(jià)估算，使其建設(shè)的指標(biāo)處于平衡狀態(tài)。與此同時(shí)，在水利工程建設(shè)投入使用后，還要對(duì)其所造成的生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行長(zhǎng)期的跟蹤監(jiān)控。這樣就可以有效的控制其對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響范圍。

總結(jié)

總而言之，水利工程對(duì)建設(shè)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)影響范圍體現(xiàn)在多個(gè)方面。所以，水利工程的建設(shè)者要在發(fā)展其功能性作用的同時(shí)，還要考慮到對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響。并將其重視起來(lái)，只有這樣才能建設(shè)出環(huán)保型的社會(huì)。

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