[论文关键词]现浇混凝土结构裂缝 原因 防治[论文摘要]现浇钢筋混凝土结构裂缝是施工中一个带有普遍性的问题。它不仅有损外观整体性，降低刚度。所以很有必要对裂缝进行鉴别、分析和控制。一、钢筋混凝土现浇结构收缩裂缝为保证操作需要的稠度，混凝土加入的水分往往比水泥水化作用需要的水分多4～5倍，这部分多余的水蒸发后会产生体积收缩，一般称为湿度收缩。另外水泥水化作用也会引起体积收缩，称为自收缩。施工中常见的混凝土收缩有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、干燥收缩裂缝。（一）塑性收缩裂缝一般出现在干热或刮风天气，形状像干燥泥浆面。裂缝多为中间宽两端渐细且长短不一、互不连贯。产生的主要原因是混凝土在塑性状态时表面水分蒸发过快，产生了急剧的体积收缩，从而导致混凝土表面裂缝。而蒸发速度的快慢和风速、相对湿度、混凝土表面空气湿度以及自身的温度有关。风速越大，温度越高，水分蒸发速度越快。防止产生这种裂缝的有效方法是：尽可能减少混凝土表面与内部的相对体积变化的差异。混凝土浇灌后及时覆盖，洒水养护；严格控制混凝土配合比；将基层和模板浇水均匀湿透；对高温、大风天气施工的混凝土应及时抹压，防止裂缝继续产生。（二）沉降收缩裂缝多沿主筋通长方向上在混凝土表面断续出现。或在相邻断面显著变化部位出现，裂缝较浅较宽。常在混凝土浇灌后发生、硬化后停止。产生的原因为混凝土浇捣后骨料颗粒沉落，水分上升，受到钢筋或埋设件或大的粗骨料阻挡，而使混凝土互相分离，或混凝土本身组成材料沉落不均造成开裂，斜面上的混凝土由于重力向下流动而开裂。为防止这类裂缝，可采用稠度适当的低流动性混凝土加强捣实；对断面相差较大的结构物先浇深部位2～3 h后再与薄断面一起浇灌。（三）干燥收缩裂缝多发生在混凝土终凝前后。裂缝为表面的，较浅较细，沿短向分布。随着湿度和气温的变化，由表及里，由大到小逐渐发展。产生的原因主要是混凝土养护不到位，风吹日晒，表面水分散失过快而内部湿度变化小，表面干缩变形受内部混凝土的约束，产生较大的拉应力而引起裂缝。为防止这类裂缝，可采取严格控制混凝土的水灰比、砂率、砂石含泥量；加强早期覆盖和养护适当延长养护时间；密封保水养护对长期露天堆放的构件采取适当洒水养护。二、温度裂缝混凝土受温度影响，会产生热胀冷缩变形。当变形变化不均受到约束，便会产生应力导致裂缝。（一）内约束裂缝由于混凝土内外温差过大引起的。从理论上计算，混凝土表面温度骤降超过5～7度就有可能引起裂缝。多发生在早期，通常只在混凝土表面出现。控制这类裂缝的方法，在于控制混凝土内外温差，防止表面急剧冷却，冬季采取保温、缓拆模；加热养护严格控制升降温度速度，温差不大于10度。（二）外约束裂缝由于平均降温过大引起的。大体积混凝土浇灌后，硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度上升很高，散热慢，表面散热快，内外温差在表面引起拉应力；后期降温冷却时，当受到其他约束，又会在内部出现拉应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，便出现裂缝。控制这类裂缝的方法有采用低热水泥；改善骨料级配；拌合水掺冰屑，对砂石冷却；合理安排工序进行薄层浇灌；预留孔洞；合理分缝分块。三、沉降裂缝多为深进的或贯穿性的，其位置与深陷方向一致，较大的沉陷裂缝往往有一定错位，裂缝宽度与沉降值成比例。产生的原因是结构构件落在未经加强处理的回填土或松软地基上，混凝土浇灌后，因地基浸水引起不均匀沉降而导致裂缝，特别是平卧生产的薄形构件。再有模板刚度不够，支撑间距过大或底部松动以及拆模过早，也常导致这类裂缝。 控制这类裂缝方法是，避免直接在松软土上制作构件；保证模板有足够刚度和强度，支撑牢固；作好周围排水，防止浸泡地基；拆模时间和顺序要按规定进行。四、地基不均匀沉降产生的裂缝由于地基沉降不均匀引起梁板裂缝。不均匀沉降产生的裂缝多属贯穿性裂缝，其走向与沉降情况有关，一般表现为垂直或是呈30～40°角方向发展。防止这类裂缝产生的方法是，地基必须进行认真勘测，充分掌握地基下的土质特征，如果遇到软弱土层，应对地基进行处理，保证地基满足设计要求，同时还应当注意基础周围的排水情况，防止地面水浸泡基础下的土层。五、结束语为了尽可能防止混凝土结构裂缝产生，需要不断提高设计施工质量，把好原材料质量关，采取有效措施，提高混凝土结构的耐久性，加强对建筑物的使用管理，避免随意增加荷栽，莫忘经常性的维护和维修工作，以延长建筑物的使用寿命。参考文献：[1]《建筑工程常见病多发病防治》，河南科学技术出版社.[2]金毳鸣，《浅谈钢筋混凝土楼板的裂缝产生原因和防治措施》.
有两篇，你看着修改吧混凝土裂缝的预防与处理 混凝土的裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，本文对混凝土工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析，并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。 一、前言 混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝，正是由于这些初始缺陷的存在才使混凝土呈现出一些非均质的特性。微裂缝通常是一种无害裂缝，对混凝土的承重、防渗及其他一些使用功能不产生危害。但是在混凝土受到荷载、温差等作用之后，微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝。 混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的，由于裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响建筑物的外观、使用寿命，严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。很多工程的失事都是由于裂缝的不稳定发展所致。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的，在一定的范围内也是可以接受的，只是要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内。钢筋混凝土规范也明确规定[1]：有些结构在所处的不同条件下，允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效措施控制裂缝产生，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，尤其要尽量避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。 混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。在实际工程中要区别对待，根据实际情况解决问题。 二、 凝土工程中常见裂缝及预防 1.干缩裂缝及预防 干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在之间，大体积混凝土中平面部位多见，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀影响混凝土的耐久性，在水压力的作用下会产生水力劈裂影响混凝土的承载力等等。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。 主要预防措施：一是选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。四是加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。 2.塑性收缩裂缝及预防 塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20~30cm，较长的裂缝可达2~3m，宽1~5mm。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。主要预防措施：一是选用干缩值较小早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。二是严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。三是浇筑混凝土之前，将基层和模板浇水均匀湿透。四是及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫、麻片等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。 3.沉陷裂缝及预防 沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。 主要预防措施：一是对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。二是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在冻土上搭设模板时要注意采取一定的预防措施。 4.温度裂缝及预防 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热，（当水泥用量在350～550 kg/m3，每立方米混凝土将释放出17500～27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高）。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力（实践证明当混凝土本身温差达到25℃~26℃时，混凝土内便会产生大致在10MPa左右的拉应力）。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。 温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。 主要预防措施：一是尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。二是减少水泥用量,将水泥用量尽量控制在450kg/m3以下。三是降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在以下。四是改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量,降低水化热。五是改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的三冷技术的基础上采用二次风冷新工艺，降低混凝土的浇筑温度。六是在混凝土中掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。七是高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。八是大体积混凝土的温度应力与结构尺寸相关，混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因此要合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。九是在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差。十是加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施。十一是预留温度收缩缝。十二是减小约束，浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。十三是加强混凝土养护，混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。十四是混凝土中配置少量的钢筋或者掺入纤维材料将混凝土的温度裂缝控制在一定的范围之内。 5.化学反应引起的裂缝及预防 碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。 混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现中混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取有效措施进行预防。主要的预防措施：一是选用碱活性小的砂石骨料。二是选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂。三是选用合适的掺和料抑制碱骨料反应。 由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄，有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀，锈蚀的钢筋体积膨胀，导致混凝土胀裂，此种类型的裂缝多为纵向裂缝，沿钢筋的位置出现。通常的预防措施有：一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇注要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。 三、裂缝处理 裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。 混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：表面修补法，灌浆、嵌逢封堵法，结构加固法，混凝土置换法，电化学防护法以及仿生自愈合法。 1.表面修补法 表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。 2.灌浆、嵌逢封堵法 灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。 嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。 3.结构加固法 当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。 4.混凝土置换法 混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 5.电化学防护法 电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐，既可用于已裂结构也可用于新建结构。 6.仿生自愈合法 仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合[4]。 四、结 论 裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
综上所述，智能材料在土木工程中的应用弥补了传统建筑结构适应环境能力弱的缺点，将建筑结构需要人为检测转向建筑结构带自我检测、调整和适应功能。下面是我为大家整理的土木工程材料论文，供大家参考。
摘要：
通过学习“土木工程材料”课程，应该使学生既学到了知识，又锻炼了能力、开阔了视野;既掌握了本课程的知识，又为其他专业课的学习打下了良好的基础。因此，搞好“土木工程材料”的教学，意义十分重大。
关键词：土木工程;材料
一、课堂教学
(一)突出重点
“土木工程材料”较多的课程内容，在有限的学时内不可能全部讲解，应根据专业性质，分清主次，突出重点。以程云虹等主编的《土木工程材料》[1]为例，课堂重点讲解的内容是：绪论，第一章(土木工程材料的基本性质)，第二章(无机胶凝材料)，第三章(水泥混凝土)，第四章(砂浆)，第六章(土木工程用钢)，第七章(沥青及沥青混合料)。通过绪论的学习，学生对土木工程材料有一个梗概的认识，对“土木工程材料”这门课程有一个大致的了解;第一章让学生了解土木工程材料基本性质，包括物理性质、力学性质及耐久性能等，同时了解材料科学的基本理论，即材料的组成、结构和构造及其与材料性质之间的关系;第二章、第三章、第四章、第六章及第七章分别讲解工程中最常用的几种土木工程材料的性质及应用。而第五章(砌筑材料)、第八章(木材)、第九章(合成高分子材料)及第十章(建筑功能材料)作为学生自主学习的内容，但教师应适时引导和鼓励学生在自主学习过程中积极思考并勇于提出问题。课堂教学中，把重点讲解的内容讲深讲透，让学生扎扎实实地掌握，做到学有所获;避免面面俱到，不求甚解。而且，有了重点讲解的内容作为基础，学生自主学习其他章节才不会感到困难。突出重点的课堂讲解与学生的自主学习有机结合，既有利于学生掌握系统的理论知识，又给予了学生自主学习的空间，有益于培养学生的质疑精神和解决实际问题的能力，发展学生的想象力和探索意识。
(二)科学讲解
“土木工程材料”课程的内容比较松散，讲解时容易产生平铺直叙的感觉，甚至索然无味;如能精心安排、科学讲解，效果会大不一样。比如，通用硅酸盐水泥包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥，如果按照教材一种水泥接着一种水泥地讲，学生学起来会感到重复、堆砌、凌乱，甚至不知所云。因此，对于这部分内容要进行科学整合，重点把硅酸盐水泥的矿物组成、水化及凝结硬化过程、技术性质等等讲解透彻;而在介绍掺混合材料的硅酸盐水泥时，抓住活性混合材料的潜在活性及掺活性混合材料水泥的二次水化反应，然后用对比的方法给出各种水泥的共性和个性，这样内容紧凑了，脉络清楚了，学生掌握起来也就轻松了。了解了技术性质的异同点，进一步掌握各种水泥的工程应用就会很容易。再比如，在现代水泥混凝土技术中，外加剂已经成为水泥混凝土的一个重要组成成分，因此，为了内容的系统和完整，一般教材(如文献)都将“外加剂”放在“普通混凝土的组成材料”中来介绍。但外加剂是用来改善混凝土性能的，如果不了解混凝土的性能，很难深入理解外加剂的作用，因此，在讲授时，应作适当调整，把“外加剂”放到“混凝土拌和物的主要性能”和“硬化混凝土主要性能”的后面来讲，这样会更加方便学生对相关课程内容的理解和记忆。总之，科学地组织和讲解课程内容，对于做好“土木工程材料”课堂教学起到事半功倍的作用。
(三)理论联系实际
首先，从最熟悉的生活实际出发。土木工程材料与实际生活密切相关，其实，每个人在实际生活中都积累了很多相关经验，只是由于不具备专业知识，而不知道其中的道理。比如，某一水泥砂浆地面破损了，用水泥砂浆修补以后，需要浇水覆盖一段时间。相信很多人都见过这种做法，但不一定每个人都知道这是为什么。在讲解水泥的水化、凝结及硬化过程时，提到这一现象，学生一定会恍然大悟，原来这就是养护，并及时让学生了解养护需要一定的温度、湿度及时间。这样，把学生来自于生活的直接经验与书本上的理论知识结合起来，消除学生对课程的陌生感，激发了学生的学习兴趣。其次，大量列举工程实例。典型的工程实例是理解和消化理论知识的最有效方法，注重材料的工程应用背景，避免脱离工程孤立地讲解材料。比如，在讲到混凝土耐久性问题时，实例之一：北京三元立交桥桥墩，建成后不到两年，个别地方发生“人字形”裂纹，经分析认为主要原因是发生了碱-骨料反应;实例之二：乌克兰境内的切尔诺贝利核电站，由于钢筋混凝土结构的泄漏，造成大面积放射性污染，生态环境遭到严重破坏等。另外，还可以用数字来说明，“在工业发达国家，建筑工业总投资的40%以上用于现存结构的修理和维护，60%以下用于新的设施”。通过大量实例，使学生认识到混凝土耐久性的重要性，了解到很多混凝土结构的过早破坏不是由于强度不足，而是由于耐久性不足。最后，重视实验教学。实验课是“土木工程材料”课程的一个十分重要的教学环节，实验教学是课堂教学的一个很好的补充。实验课上，学生对从书本上学到的材料有了直观的认识，对材料的性能进一步了解，在自己动手做实验过程中，提高应用材料的能力。同时，通过实验验证基本理论，学习实验方法，培养科学研究的能力和严谨的科学态度。
(四)关注学科新进展
教材是教学的依据和根本，但教材的更新需要时间，而土木工程材料的发展非常迅速，因此，在教学过程中，应密切关注土木工程材料研究和工程应用的最新进展，并适时补充到教学中。同时，随着新材料及新技术的不断问世，有关材料的质量标准及相关设计和施工的规范也会随之更新，亦应将这部分内容及时补充到教学中。这样，有利于学生及时了解学科发展动态，拓宽专业视野，培养创新意识，激发探索精神，提高学生的工程素质及工程意识
二、课后作业
课后作业对课堂教学起到很好的巩固和补充作用。通过课后作业，学生能够更好地消化和理解课堂上学到的内容，并能对所学内容活学活用。本课程中，一部分课后作业来自于教材每章后面的复习思考题，需要教师紧扣课堂教学的重点和难点，从中精选，比如，混凝土骨料颗粒级配，普通混凝土配合比设计等。教师要对作业认真批改，并总结，使学生不是为了做作业而做作业，而是做到真正掌握。另一部分课后作业是综合性、讨论性的。比如，程云虹等主编的《土木工程材料》中的“开放讨论”部分，这部分内容具有一定的前瞻性，可以引导和启发学生做一些探索性的工作。即让学生从中选择自己感兴趣的内容，并围绕这一内容查阅文献，深度思考，自由讨论。拓宽了学生的视野，培养了学生科学研究的意识。
三、结束语
通过学习“土木工程材料”课程，应该使学生既学到了知识，又锻炼了能力、开阔了视野;既掌握了本课程的知识，又为其他专业课的学习打下了良好的基础。因此，搞好“土木工程材料”的教学，意义十分重大。
参考文献
1、国际大型土木工程承包项目投标风险定量评估刘睿天津大学2003-06-0155
2、土木工程中锚杆支护机理研究现状与展望贾颖绚,宋宏伟岩土工程界2003-08-3053
摘要：
关键词：
1智能材料在土木工程中的应用
光导纤维在混泥土材料的监控
光导纤维材料，是一种光通信介质，其最大优点是传输速度快、信号衰减低和并行处理能力较强，经常被用于高要求的通信传输中。光导纤维和光纤传感器在土木工程中，主要用于对混泥土固化的监控。混泥土结构最大的缺点是抗拉强度弱、内部钢筋容易被腐蚀等，在大面积浇筑过程中由于混泥土结构内部和外部温度差异而导致混泥土块体出现裂缝。这种情况下，将光纤作为传感元件埋入混泥土结构中，对结构的强度、温度、变形、裂缝、振动等可能引起混泥土结构损伤的危险因素进行检测、诊断、预报。更进一步，如果控制元件能接入信息处理系统，并引入形状记忆类金属等智能材料，形成完整的控制系统，将能实现混泥土材料的自适应功能———这正是目前智能材料结构系统在土木工程中应用的前沿课题。
压电材料
压电材料一般是指在收到压力后，材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知，利用传感器输出结果，从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上，采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量，从而实现对于结构震动的控制，这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步，压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。
压磁材料
压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理，当磁场的强度高于临界强度时，磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质，控制流体特性实施时需要较低的能量，因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点，磁流变材料可用于高层建筑的结构中，实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔，使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应，这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换，这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。
形状记忆合金
形状记忆合金是一种具有形状记忆效应的智能材料。形状记忆合金的形状被改变后，在一定条件下能激发其形状记忆效应，这一过程中，材料产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变，同时具有较强的能量传输储存能力。基于这一特性，形状记忆合金在土木工程中最大的用处是用于各种结构中来实现结构的自我诊断、增加材料的韧性和强度等、增强材料的适应控制。形状记忆合金还可以被研制成智能驱动器，用于对结构变形、裂缝和振动方面的控制。形状记忆合金具有较高相变回复力，结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统，该系统可实现相变伪弹性性能，可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。目前的土木工程实践中，通常在结构层间或底部等受地震作用较大的位置安置形状记忆合金被动耗能控制系统，用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知，进而起到消耗地震能量的作用。
2智能材料的优点局限性
土木工程中应用的智能材料具有反馈信息、自我诊断、自我修复、自适应能能力，实践也表明，智能材料在实际土木工程中的应用使得工程结构具有高强度和耐久性等特点，同时能智能化地执行指令，能较好的适应外部环境的变化。但上述的光纤、形状记忆合金、压电和压磁等材料，本质上属于高智能复合材料，其最大的局限性在于使用成本很高，造价太贵。这一缺点，使得目前对于智能材料的应用智能局限于档次较高、标准较高的建筑工程，智能材料在普通民居建筑中的应用还遥遥无期。另外，智能材料的应用需要相应的技术和配套材料设备的配合支撑，在施工中对于施工技术和工艺的要求较高。因此，但就目前看，对智能材料的应用还不可能实现全方位的广泛普及，但是，智能材料可能是未来土木工程材料的研究和发展方向。
3结束语
综上所述，智能材料在土木工程中的应用弥补了传统建筑结构适应环境能力弱的缺点，将建筑结构需要人为检测转向建筑结构带自我检测、调整和适应功能。目前智能材料的应用还局限在少部分高要求和高标准的建筑项目，科学界对于智能材料以及相关技术和配套设备的研究，是未来智能材料能广泛应用与土木工程结构的前提和基础。
参考文献
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采用添加聚丙烯纤维的方式可达到抑制裂缝的目的。聚丙烯纤维添加于混凝土中有很大的防裂作用，混凝土的渗透性降低，磨耗减小，对防止爆裂和抗冲击等也有帮助。一、聚丙烯纤维的特性聚丙烯纤维是由不饱和的碳S化合物及衍生物聚合而成的聚合物，经过干燥、溶融、纺丝、卷取、切断，并加以处理，成为不同性质的纤维产品。其本身具有绝佳的化学性、耐酸碱性、抗腐蚀性及耐水性。依据工程应用的需求，一般有不同粗细和长度的单股恒长纤维、多股恒长纤维、棉状纤维和纤维束等。在混凝土工程中，聚丙烯纤维掺入后经与粗骨料的碰撞冲散，均匀分布于混凝土中，具有拌合、施工的方便性，是应用颇多的纤维材料。目前，工程上使用的聚丙烯纤维产品一般有单丝纤维、纤维束、纤维网以及纤维加强筋等，各产品又可依据需求制成不同长细比的纤维形式。表1为聚丙烯纤维的一般特性。二、聚丙烯纤维混凝土工程性质及其应用范围对抗压强度、抗弯强度的影响根据抗压试验结果可知，聚丙烯纤维掺人一般混凝土后，对早期抗压强度的成长具有负面的影响，对于晚期强度，呈现约为10%的增长趋势。就整体而言，聚丙烯纤维的掺入造成的强度增加有限，且纤维添加量过多时，其强度增加减缓。其主要原因是由于纤维添加量大导致混凝土工作性降低，使试体捣实、制作出现问题。怎样在工作性与纤维添加量之间取得平衡，使其既兼顾施工的要求又能符合纤维添加的目的，实需慎重考对于抗弯强度的影响：一般混凝土中由于聚丙烯纤维的添加，短龄期抗弯强度呈降低趋势，如1d龄期内甚至会降氏30%；长龄期其抗弯强度呈现5%左右的增长。而在高性能混凝土中，无论长短龄期皆呈现降低的趋势。对收缩的抑制作用混凝土体积的稳定t生影响混凝土工程的耐久性，体积的稳定性问题一般有初、终凝水化反应造成的体积收缩。混凝土浇筑后，由于温度、湿度以及风速变化，造成新浇筑混凝表1聚丙烯纤维的一般特性直径长度密度弹性模数（GPa）包桑比抗拉强度（GPa）破坏应变纤维用量（%）软化点熔点单细丝纤维束加强筋土不正常，水分蒸发产生的塑性收缩以及凝固后水分进出形成的干缩等。根据实验的结果显示，聚丙烯添加量在的混凝土，对于高气温、高风速以及低湿度下易产生的塑性收缩具有明显的抑制作用。上述实验在32~38的气温、的环境风速以及30%~60%的相对湿度状态下，聚丙烯纤维混凝土相对于控制组的单位面积裂缝长度，可减少80%以上，且随纤维量增加，在容许的工作性状态下，呈现效果增加的趋势。而对于干缩的抑制，在40d龄期状况下，纤维混凝土收缩量减小15%.说明聚丙烯纤维对于混凝土的收缩具有很大的抑制作用。其用于防止混凝土塑性收缩和干缩，可发挥很大的作用。可降低混凝土的渗透性系数加入聚丙烯纤维约于一般混凝土中，将有效地使混凝土的渗透性系数降低约30%，其效果明显。此渗透性系数降低是因纤维在混凝土中的均匀分布，造成渗透水路的延长，达到水量通过的减小。降低磨耗及提高抗冲击ft能就磨耗、抗冲击性能的效果而言，在一般混凝土、高性能混凝土中也有不同的状况。就磨耗来说，添加体积含量聚丙烯纤维的混凝土，可减少15%的磨耗；但掺在高性能混凝土中，不但无帮助，还会增加约10%的磨耗量，这说明纤维的添加应与混凝土性能一并考虑。另外，就抗冲击的状况而言，添加 ~的体积含量聚丙稀纤维于一般混凝土中，会使混凝土承受撞击至破坏的总撞击次数较未添加纤维者高出约1~3倍。火灾爆裂抑制效果佳混凝土中，由于聚丙烯纤维的加人，其软化点、熔点约在150~200之间，当火灾发生随温度升高的同时，聚丙烯纤维于混凝土中占有的空间，由于软化、熔解而释放，形成压力卸载的通道，达到抑制爆裂的目的。根据研究显示，在单位体积添加量为以上时，抑制爆裂的效果明显。一般在工厂地坪、下水管、桥面栏墙、板材、储水箱、连续壁等工程均可应用。三、工程应用注意事项一般在使用单丝纤维抑制塑性收缩、千缩时，纤维添加量为即有相当程度的效果。用于爆裂抑制时仅需.如使用纤维加强筋于抗冲击，用量以15~2kg/m3为佳。掺加聚丙烯纤维的种类、长度不同，呈现的效果也有差异，且导致的工作性变化也不同。单丝掺入混凝土中出现较大的坍落度折减，但可取得裂缝抑制成效。纤维束、纤维网掺入后造成纤维混凝土：t丹落度折损较单丝纤维少，但防裂、抗渗功能降低5%~10%.纤维的长度一般从5等，一般随选择的纤维长度减小获得好的拌合均匀性。而在纤维加强筋的选择上，通常以比骨材粒径小的长度为宜，对工作性影响不大，如为加强裂缝抑制效果，需加较多含量的纤维。
砼墙体纵向微细裂缝调研处理方案（二） 关于主楼内核心筒大墙体砼墙产生纵向细微裂缝，分析调研处理问题，9月1日已按有关专业人士建议，我项目部已向工程部监理申请试行。在9月2日浇筑十二层墙柱中未见有很好效果，还是避免不了产生纵向细微裂缝，至于微细裂缝在砼墙体在长于5米以上，墙厚450以上高强度砼墙要完成克服处理完善是很难。在混凝土结构上是属于收缩现象，也属通病，目前在世界上，中国上都在调研。现在工程部，监理要求我施工单位多方面调研，我作为施工方配合调研，是应尽力配合调研。但要我施工单位调研能有100%的效果是不敢担保，现经过多方调研，又根据深圳安托山搅拌站试验室主任和飞天利高级工程师再调研，在砼配合比再作调研，增加骨料和缓凝剂材料，减少粉煤灰，先确稳定砼强度，再做摸索调整。在这方面我公司也通过向有关专业人士请教，要克服裂缝处理，最大的处理方案就是从配合比调研，骨料调整适当增加，降低水化热，在这方面飞天利搅拌站厂家在9月10日作了一个C50新配合比，水泥量保持原上层重量387kg，粉煤灰100kg，比原更少29kg，砂769kg，比原增加11kg，碎石1050kg比原增加57kg，水减少10kg，外加剂增，我项目部经研究认为在保证水泥容量，适当增加骨料，对降低水化热，减少收缩方面效果可能是会好一些，所向工程部、监理申请下一歩施工按新配合比施工，对浇筑技术加强管理，保持
浅谈混凝土的施工温度与裂缝 摘要：通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。 1摘 要 通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著，对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。关键词 混凝土 温度应力 裂缝 控制混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。1 裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（～）×104， 长期加荷时的极限位伸变形也只有（～）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。2 温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类：（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。3 温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；改善约束条件的措施是：（1）合理地分缝分块；（2）避免基础过大起伏；（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。4 混凝土的早期养护实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。5 结束语以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。
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GB/T50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》 混凝土结构的耐久性设计应包括下列内容：1 结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级：2 有利于减轻环境作用的结构形式、布置和构造;3 混凝土结构材料的耐久性质量要求;4 钢筋的混凝土保护层厚度;5 混凝土裂缝控制要求;6 防水、排水等构造措施;7 严重环境作用下合理采取防腐蚀附加措施或多重防护策， 8 耐久性所需的施工养护制度与保护层厚度的施工质量验收要求；9 结构使用阶段的维护，修理与检测要求。GB50010-2010《混凝土结构设计规范》 混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计，耐久性设计包括下列内容：1 确定结构所处的环境类别；2 提出对混凝土材料的耐久性基本要求；3 确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度；4 不同环境条件下的耐久性技术措施；5 提出结构使用阶段的检测与维护要求。确定混凝土结构所处环境类别的按表的要求划分； 条构件中普通钢筋及预应力筋的混凝土保护层厚度应符合表 的要求。
混凝土的耐久性是指结构在要求的目标使用期限内，不需要花费大量资金加固处理而能保证其安全性和适用性的能力。
20世纪70年代末期，发达国家逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏的情况，许多城市的混凝土结构的基础设施工程和港口工程建成后不到30年甚至更短的时间内就出现劣化。据国内外统计资料表明，由于混凝土结构的耐久性病害而导致的经济损失是巨大的。
扩展资料
影响商品混凝土结构耐久性的因素
1、钢筋的锈蚀
水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件，氯离子容易破坏钢筋表面钝化膜，一旦商品混凝土开裂，形成水和氧的通道，就会加速钢筋锈蚀，造成商品混凝土裂缝进一步开展和贯通，最终使商品混凝土构件丧失承载力。
钢筋在外部介质作用下也会发生电化反应，逐步生成铁锈，成倍增大自身体积，造成商品混凝土顺筋裂缝，形成腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快了结构破损。
此外，钢筋在腐蚀过程中会产生少量的氢气，氢原子沿着钢筋内部缺陷渗入生成氢分子，同时产生很大压力，出现鼓泡现象，使钢筋脆化，这就是钢筋的氢脆现象。
2、商品混凝土的碳化
商品混凝土中由于含有氢氧化钙而呈碱性，在高碱环境下钢筋表面形成薄膜，保护钢筋不受酸性介质的侵蚀。但空气中的酸性介质会通过各种孔道、裂隙而渗入凝土，溶于孔中液体，与水泥的水化作用产物发生反应，形成碳酸钙等，中和了商品混凝土中的碱，这就是商品混凝土的碳化。
碳化本身对商品混凝土没有危害，甚至会提高商品混凝土的强度和密实性，但其会使钢筋表面形成得起钝化保护作用的致密氧化膜遭到破坏。同时碳化的商品混凝土还会加剧收缩变形，从而产生裂缝，使钢筋保护层脱落。
3、商品混凝土的冻融破坏
外界水通过毛细孔道渗入商品混凝土中，在低温环境作用下结冰，体积发生膨胀，在孔隙中产生应力，从内部损伤商品混凝土的微观结构，产生微裂缝。在冻融循环作用下，损伤积累将使微裂缝逐步发展，同时商品混凝土剥落而降低强度和抗冻性。
参考资料来源：百度百科-混凝土结构耐久性
提高混凝土结构的耐久性措施： （设计→配置→施工→使用）
1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录）3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文：（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容：a.提出-论点；b.分析问题-论据和论证；c.解决问题-论证与步骤；d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是：（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
只要是桥梁工程类的学术论文就行
在分析混凝土桥梁耐久性问题的基础上，探讨了提升混凝土桥梁结构耐久性的策略，包括混凝土梁的优化、正交异性钢桥面优化、做好低温天气下的桥梁养护工作、控制材料性能以及做好钢筋防腐工作等，可为相关工程项目提供参考。引言桥梁混凝土耐久性主要是指在正常施工以及使用情况下，桥梁结构如果出现突发性的事故，依旧能够保持一定稳定性的能力。此外，桥梁结构耐久性还经常被用于桥梁使用周期的评价。然而受我国基本国情的影响，桥梁常常会出现耐久性问题，如混凝土结构裂缝、冰融循环等，这对行车及行人造成巨大的安全隐患，因此必须采取合理的桥梁耐久性提升策略，以延长桥梁的使用寿命。1混凝土桥梁的耐久性问题混凝土斜拉桥出现裂缝我国现存的较长使用年限的大型桥梁为混凝土斜拉桥，基本采用钢筋混凝土为主梁。在此类桥梁的运行中，常常会出现裂缝使桥梁结构耐久性下降的问题。裂缝的产生原因主要包括以下两方面：第一，受桥梁的初期设计不合理、构造不合理以及材料使用不合理等原因的影响，使得桥梁结构耐久性下降；第二，随着经济的发展，桥梁上通行的大吨位车辆的数量不断增加，并且桥梁在常年使用后，桥梁本身的混凝土伸缩比发生变化，这使得桥梁出现耐久性问题。混凝土桥梁存在下挠中型及大型跨度桥梁，采用的是梁式结构，通常被分为连续式预应力混凝土桥与连续式混凝土钢构桥两种类型，桥梁的跨度一般在100～300m的范围[1]。当前，我国依旧拥有大量的连续式混凝土桥梁，比如广东省虎门大桥复航道桥，至今已经有整整20年的历史。连续式缓凝土桥梁常发的耐久性问题主要是桥梁出现大幅度的下挠，表现为桥梁构件发生变形以及梁体出现开裂。桥梁大幅度下挠属于全世界桥梁建设面临的问题，在该问题的处理上，一般采取控制性的策略，即避免桥梁存在大幅度下挠的情况，如果桥梁下挠显著，往往做拆除处理，以免出现重大坍塌事故。正交异性钢桥面疲劳德国最早提出并使用正交异性钢桥面，该桥面主要借鉴军舰传播的甲板设计，钢桥面的厚度一般在10mm以下，桥梁的周围则主要采取纵肋结构设计，并且各个纵肋之间为横隔连接[2]。但是正交异性钢桥面在后续的使用过程中，桥梁的面板却会逐渐暴露出来，继而出现纵向类焊疲劳裂缝的问题，这对桥梁的安全性及稳定性造成巨大的影响。以我国广东省著名的虎门大桥为例，该桥梁的桥面就是正交异性钢桥面，在后续使用过程中，通过桥梁耐久性检查，就发现桥梁存在横隔及纵肋的裂缝问题。冰融循环在环境温度在0℃以下，混凝土结构表面的温度也持续下降，使得混凝土结构表面形成的冰霜会融化成水滴，水分会沿着混凝土结构表面的空隙、细微裂缝渗透到混凝土结构的内部，而这些温度较低的水会使得混凝土的内部温度也降低到0℃以下，使得渗入的水分会在混凝土内部固结，而水固结后体积会加大，固结水会在混凝土内部形成一种对外的作用力，即膨胀力，如果膨胀力的大小要比混凝土的约束力大，此时就会出现混凝土裂缝，而混凝土表面的水分在固结与融化的循环交替中就会逐渐形成冻融循环[3]。冻融循环一般在我国北方经常出现，这对混凝土桥梁产生严重的破坏，并且即便混凝土表面的水分只冻结不融化，也会对混凝土桥梁产生冻胀作用，使得混凝土桥梁的表面出现裂缝，桥梁的结构稳定性及耐久性下降，影响行车安全。此外，冻融循环还会对混凝土结构桥梁产生风化作用，相关研究结果显示，混凝土桥梁如果出现200次冻融循环后，桥梁的整体质量会下降5%，强度会下降25%。桥梁质量及强度作为衡量桥梁使用周期的关键指标，充分表明冻融循环对桥梁的负面影响突出。2提升混凝土桥梁结构耐久性的策略在当前我国桥梁建设速度不断加快的背景下，国内桥梁建筑企业对桥梁结构耐久性设计的关注度越来越高[4]。为此，在上述耐久性问题的预防及控制上，可以采取以下优化策略。混凝土梁的优化单一梁体必然难以满足当前各种复杂区域的桥梁建设需求，因此需要采取综合性较强的桥梁设计策略，以拓宽桥梁使用范围，比如可以使用结合梁作为混凝土梁。结合梁属于优化后的混凝土梁结构，该结构能够大大提升混凝土梁的强度，达到桥梁抗裂的要求。以浙江的甬江大桥为例，其跨度达到468m，使用的是双边主肋预应力混凝土的结构形式。在该桥梁的结构选择上，初期评审并没有通过双边主肋这一梁体设计方法，这主要是为了提升桥梁的耐久性需求，但是在后续通过加入结合梁的设计，解决了耐久性问题，主要解决方案是在钢箱梁的位置使用混凝土板进行加固。正交异性钢桥面优化现阶段，我国经济在快速发展，物流运输行业也在飞速发展，这也使得卡车超载问题成为普遍情况，大量重型客车在混凝土桥梁上行驶，对混凝土桥梁结构的耐久性产生巨大影响[5]。然而车辆超载问题并非一朝一夕能解决，尤其是当前我国正处于社会主义发展关键时期，保证物流交通的顺畅是基本要求，因此在桥梁结构耐久性的提升上，可以通过加厚钢桥面的方法来提高桥梁结构的稳定性，比如可以将桥梁两侧的重型车辆通道的钢板厚度增加到16mm。做好低温天气下的桥梁养护工作冰融循环对混凝土桥梁的结构耐久性产生巨大的影响，而混凝土裂缝的产生进一步使冰融循环的破坏力提升。因此为了解决桥梁在低温环境中存在的冰融循环问题，应优先解决混凝土桥梁的裂缝问题。在桥梁裂缝的控制上，主要是保证构件的截面具有足够的配筋率，并且选择合适的混凝土保护层，以避免裂缝到达钢筋位置使钢筋出现锈蚀的问题。此外，对于含钢量相同的截面，可以通过减少钢筋直径、增加钢筋数量的方式来提升构件的抗裂度，而在混凝土配料上，还必须保证级配碎石的粒径以及混凝土材料的性能。在混凝土桥梁施工结束后，为了防止桥梁出现冰融循环的情况，还需要在混凝土的表面铺设隔水材料，以便阻断地表及地下水的浸入。此外，还应在桥梁的建设过程中，不断完善混凝土结构桥梁表面排水系统，使得桥梁表面的降水能够及时排出桥面，这样避免水滴或者积水停留在桥面，防止在低温环境下出现结冰的情况。3结语混凝土桥梁出现的结构耐久性问题对桥梁的安全性及使用寿命产生巨大的影响。在当前我国社会经济快速发展的背景下，混凝土桥梁结构耐久性问题频发，这对我国桥梁建设行业的健康发展产生不利影响。因此需要仔细分析我国混凝土桥梁存在的结构耐久性问题及产生原因，并且采取针对性的解决及优化措施，以保证桥梁的安全使用。本文介绍了关于“混凝土桥梁结构耐久性对策”的内容。欢迎登陆中达咨询，查询更多相关信息。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
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现役桥梁中，以钢筋混凝土桥梁与索结构桥梁居多。20世纪70年代，混凝土耐久性问题开始在发达国家大量出现，80年代美国有报告显示：在美国约有万座混凝土桥面结构处于不同程度的坏化状态，而且每年还会增加万座新的有害结构。日本也对部分沿海范围内修建的15座混凝土桥梁进行调查，发现它们在建成后不久出现了由于盐分侵蚀引起的钢筋锈蚀、混凝土剥落、预应力筋损伤等各种病害。对于索结构桥梁，拉索的寿命是不可预测的，据统计断索寿命为2～16年，约为桥梁设计寿命的1/10至1/5，在此期间，任何时候拉索都有破断的可能。根据欧美日发达国家的经验，因为结构耐久性原因而产生的维修费、加固费是昂贵的，例如索结构桥梁拉索破断毁桥的修复费用，达全桥建造当年总价的2～4倍。故提高桥梁的耐久性成为迫切需要解决的问题。耐久性指结构在预期作用和预定的维护条件下，能在造物的使用年限内长期维持其设计性能要求的能力。本文总结了影响耐久性的因素，并提出了几个提高桥梁耐久性的思路以供参考。1、影响桥梁耐久性的因素桥梁的耐久性问题实际上是各种影响介质对结构的作用，这些介质不仅包括荷载作用，还包括环境侵蚀作用等，归纳起来，有内因和外因两个方面。内因材料自身特性混凝土收缩与徐变，收缩应变导致内部拉应力，当其超过混凝土的抗拉强度，材料发生开裂，破坏混凝土整体性，降低其耐久性。结构设计不完善我国现行的公路钢筋混凝土桥梁结构设计与施工规范主要考虑的是荷载作用下结构安全性与适用性的需要，并未能充分考虑耐久性要求。这就导致在桥梁结构设计中普遍存在重视结构强度设计而轻视耐久性设计的问题。许多桥梁设计时也并没有从结构体系、构造、材料、维护及施工全过程中可能存在的问题等方面去加强和保证结构的耐久性。施工质量等问题许多短期内发生突然破坏与倒塌的桥梁，多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，比较典型的问题包括混凝土质量不合格，振捣不密实；桥梁建设中偷工减料、以次充好；不适当地加快施工进度，没有保证混凝土桥梁所需要的足够的施工养护期；钢筋保护层厚度不足，影响了钢筋混凝土桥梁的耐久性和安全性。次外，在大多数钢筋混凝土桥梁的正常使用过程中，也缺乏合理的维护和管理。还有没有对桥梁进行定期监测和维护，在出现问题后又没有及时维修，使桥梁的使用年限减少，耐久性和安全性降低。外因环境（1）混凝土的冻融破坏当温度降至冰点以下时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，使孔壁受压变形，冰融化后，就可能使孔壁产生拉应力，当作用于孔壁的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，就会产生微裂缝。随着冻融循环，裂宽和裂深逐渐加大，达到钢筋表面时，就会加剧钢筋的腐蚀，降低混凝土结构的耐久性。（2）钢筋的锈蚀钢筋在混凝土中处于一种强碱性环境。在这种环境中，钢筋表面形成一层惰性的氧化铁薄膜，它使钢筋表面不存在活性状态的铁，钢筋就不会产生锈蚀。而一旦钝化膜被破坏，在有水和氧气的条件下，钢筋就会产生锈蚀。钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。通常，钢筋表面氧化铁薄膜遭到破坏的原因主要有两个：一是混凝土碳化，混凝土材料具有一定的渗透性，空气中的二氧化碳扩散到混凝土中与水作用生成碳酸，碳酸与水泥水化过程中产生的氢氧化钙、硅酸二钙、硅酸三钙反应生成碳酸钙，在自由水的作用下碳酸钙沉淀在混凝土内部的孔穴中，这个过程就是混凝土碳化。混凝土碳化会使混凝土的pH值降低，当混凝土的pH值小于且碳化发生在钢筋附近时，就能引起钢筋表面惰性氧化铁薄膜的破坏，在空气中的水和氧的作用下，还会引起平行于钢筋的裂纹和混凝土的崩裂；二是氯离子的作用而破坏氧化铁薄膜。氯离子本身并不直接危害混凝土，但它的存在会破坏钢筋的钝化，使钢筋暴露在腐蚀的危险下。（3）硫酸盐的侵蚀混凝土碳化的速度一般比较缓慢，但当环境为酸性条件时，碳化速度急剧加快，因为初始碳化形成的防护层被酸溶解而流失，从而使新的表面不断地暴露在侵蚀环境下，加深腐蚀，使混凝土密实性加速丧失。荷载作用结构面临的最普遍的一种自然环境就是荷载作用，包括静力作用和动力作用。在荷载作用下，结构发生变形，在约束条件下，荷载应变一应力有可能超过材料的强度而使结构产生裂缝，耐久性降低。桥梁拉索就是随机荷载环境与随机介质环境下的腐蚀、疲劳及钢索的腐蚀疲劳等共同作用的结果，导致其寿命的不可预测性。混凝土结构的裂缝混凝土结构的裂缝最容易成为因水分渗入导致钢筋锈蚀的通道。混凝土结构的裂缝可分为受力裂缝、非受力裂缝两大类。非受力裂缝大多与结构耐久性有关，即使现在对承载能力没有影响，但必须考虑对结构长期使用过程中与外界环境的接触时有害物质的渗入，所以合理控制裂缝宽度、数量以及裂缝开展速度，无疑会改善结构的耐久性。还有一种造成混凝土开裂的原因即为碱一集料反应，碱一集料反应指集料中活性硅与水泥浆中氢氧离子作用生成水化硅酸钙的反应，其体积膨胀足以使混凝土破裂。水泥中含碱量过高（），骨料中水分过大，及骨料中的活性骨料含量过高，是引起碱一集料反应的3个条件。碱一集料反应一旦发生，体积迅速增大，对混凝土结构破坏的发展速度非常快，破坏程度也更严重，发生碱一骨料反应的主要原因是混凝土结构中使用含活性硅的骨料。2、提高桥梁耐久性的几个思路从材料入手（1）采用高性能混凝土所谓高性能混凝土即为高强度、高施工性能、高耐久性混凝土。高性能混凝土具有低水灰比，高强度骨料的特点，从而减小了骨料与胶凝材料间的孔隙率，改善了混凝土的渗透性，阻止了碱一骨料反应，大大提高了混凝土的耐久性的同时也提高了混凝土强度。（2）掺入引气剂和钢筋阻锈剂将引气剂加入到混凝土中能够在混凝土内形成分布均匀的封闭型微气孔，有利于混凝土的抗冻性、抗渗透性和抗腐蚀性，但要注意适量。将少量钢筋阻锈剂掺人混凝土中能起到阻止或减缓钢筋锈蚀的作用。从防腐蚀入手（1）环氧涂层钢筋与钢绞线环氧涂层钢筋或环氧涂层钢绞线是一种在普通钢筋或裸钢绞线表面涂覆了一层环氧树脂薄膜保护层，涂层厚度一般在～，能有效防止处于恶劣环境条件下的钢筋被腐蚀，从而提高工程结构的耐久性。防腐涂层的致密性要好，否则水分、氧和腐蚀性介质可以穿透涂层而产生电子传递现象，同时涂层与钢筋间的粘结力要好，并且涂层要有良好的物理力学性能，如抗变形、抗磨擦等。（2）耐候钢耐候钢是在钢中加入少量的合金元素，使其在金属基体表面形成保护层，以提高钢材的耐腐蚀性能。（3）其他对于斜拉桥斜拉束，可采用环氧树脂涂层钢丝等耐腐蚀性材料等。结构设计方面设计人员在进行结构设计时，要选择合适的结构尺寸，提高实际构件混凝土质量的保证率，同时还要针对不同的使用条件，环境和地区，对结构作特别的耐久性设计，以达到预定的使用寿命。具体做法有几下几个方面：增加钢筋的混凝土保护层厚度，以此来对付冻融损害以及混凝土碳化来保护钢筋免锈蚀等。加强构造配筋．防止和控制混凝士裂缝。裂缝的存在增加了混凝土的渗透性，提供了使侵蚀破坏作用逐步升级、混凝土耐久性不断下降的渠道。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，增加构造钢筋来控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。桥面铺装和防水层对桥面的防渗漏有重要作用，必需精心设计与施工。桥面铺装层项面应设置防水层，特别是连续梁（或悬臂梁）的负弯矩段容易出现裂缝，所以更应重视防水层设计。对于暴露在空气中的混凝土结构以及沿海地区的桥梁工程，由于受到空气中的盐分等元素的侵蚀，影响混凝土的耐久性，缩短了混凝土桥梁的使用年限，可采取外表涂装的方法进行防腐处理。总之，结构设计要充分考虑各方面因素，尽量减少因设计上存在缺陷而影响结构耐久性的问题。施工及维护方面提高施工及管理水平，保证工程质量。在施工过程中，要严格控制材料用量，确保混凝土施工质量和钢筋保护层厚度以及足够的施工养护期。施工中常常出现的问题是：为了赶工期，人为减少混凝土的养护时间，养护方法不正确，混凝土保护层施工误差较大等等。应该克服急功近利的思想，从影响结构寿命的角度出发，保证养护时间。还要防止因振捣不实产生蜂窝、麻面、漏浆，以及因养护不当产生干缩裂缝等缺陷部位。定期对桥梁进行检测，发现问题后要及时处理，以免问题严重后造成事故的发生。重视电子监测系统的开发研究，通过实时跟踪检测混凝土构造物的应力、应变、变形及腐蚀损伤状况。3、结语提高桥梁结构的耐久性，首先应该因地制宜，认真调查桥梁所处的环境情况，给出一套周全的设计理念，耐久性设计不是另一种设计理论，而是考虑更周到的力学设计以及相应的功能设计，包括采用合理的结构形式，确定相应的耐久性材料等。此外加强试验、监测手段以及防腐蚀施工新技术的研究与使用，有些技术存在着造价高等缺点，但是随着技术的进步，造价的降低，将逐渐成为提高桥梁耐久性的重要手段。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：