摘  要：闡述了混凝土結構（主要是裂縫）與工程耐久性的關係
，指出確保混凝土結構和防水工程質量
、避免結構產生嚴重缺陷對延長建築物使用壽命具有重要作用。


關鍵詞：混凝土結構
；裂縫；耐久性；凍害；防水工程質量

 

1 概述

進入21世紀的今天，混凝土仍然是土木建築工程中用途最廣泛的材料之一。由於防水工程一般都以混凝土結構作zuo為wei基ji層ceng，且qie通tong過guo一yi定ding技ji術shu措cuo施shi後hou，混hun凝ning土tu還hai可ke配pei製zhi成cheng具ju有you一yi定ding抗kang滲shen等deng級ji的de防fang水shui混hun凝ning土tu，因yin此ci確que保bao混hun凝ning土tu材cai料liao及ji其qi結jie構gou的de質zhi量liang至zhi關guan重zhong要yao。遺yi憾han的de是shi，十shi幾ji年nian來lai大da量liang工gong程cheng實shi踐jian表biao明ming，在zai各ge種zhong自zi然ran和he人ren為wei的de災zai害hai中zhong，由you混凝土結構缺陷（主要是裂縫）引起的事故十分突出

，造成的經濟損失也很驚人。

由於土木建築是一個係統工程，混凝土結構產生的缺陷
，必然會影響到防水工程的質量。因此普及這方麵的有關知識，對保證包括混凝土在內的防水工程質量將不無裨益。

2 混凝土裂縫與耐久性的關係

hunningtunaijiuxingshizhidadaoshejizhibiaodehunningtujingguochangniandeshiyongbuhuihuai

，nenggoujixufuyiyugongchenghuanjing，qieduijinshixingjiezhiyouyidingdedikangnengli，bingbaochishiyingxing。

changqiyilai，renmenyizhirenweiqiangduyunaijiuxingzhijianchengduiyingguanxi
，yinerquedinglefuhenaijiuxingyaoqiudehunningtupeihebishejifangfa。shishishang

，hunningtuduihuaxuejiezhidenaifushinenglibuyidingyujixieqiangduyouguan。yinweiqiangdugaodehunningtubuyidingyouhengaodenaifushinengli，eryounaihuaxuejinshixingjiaohaodecailiaozhibeichengdeyibanqiangduhunningtu
，queyouxiangdanggaodenaijiuxingneng。

近年來研究認為
，混凝土裂縫、微裂縫對結構耐久性影響最大。例如中國建材研究院通過長期觀察認為，室外自然暴露的φ12 mm鋼鏽試件，混凝土發生開裂的時間為7～10年，平均為8.5年

，其裂縫寬度約小於0．1 mm
，此時鏽蝕失重率計算平均值為0．779％
；而室內自然條件下φ12 mm鋼鏽試件有的鋼筋失重率已超過0．4％

，如室內相對濕度大於90％時，有的超過0．6％
，但保護層沒有開裂。混凝土結構發(fa)生(sheng)開(kai)裂(lie)後(hou)，在(zai)幹(gan)濕(shi)循(xun)環(huan)交(jiao)替(ti)作(zuo)用(yong)下(xia)會(hui)促(cu)進(jin)鋼(gang)筋(jin)鏽(xiu)蝕(shi)，且(qie)影(ying)響(xiang)到(dao)鋼(gang)筋(jin)與(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)界(jie)麵(mian)的(de)粘(zhan)結(jie)。而(er)在(zai)凍(dong)融(rong)循(xun)環(huan)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)
，也(ye)會(hui)破(po)壞(huai)混(hun)凝(ning)土(tu)內(nei)部(bu)結(jie)構(gou)
，降(jiang)低(di)混(hun)凝(ning)土(tu)抵(di)抗(kang)鋼(gang)鏽(xiu)產(chan)生(sheng)的(de)膨(peng)脹(zhang)壓(ya)力(li)的(de)能(neng)力(li)。另(ling)外(wai)

，由(you)於(yu)鋼(gang)筋(jin)和(he)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)線(xian)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)不(bu)同(tong)
，當(dang)溫(wen)差(cha)變(bian)化(hua)較(jiao)大(da)時(shi)


，如(ru)混(hun)凝(ning)土(tu)保(bao)護(hu)層(ceng)失(shi)去(qu)足(zu)夠(gou)堿(jian)度(du)且(qie)鋼(gang)筋(jin)鏽(xiu)蝕(shi)時(shi)，混(hun)凝(ning)土(tu)和(he)鋼(gang)筋(jin)之(zhi)間(jian)的(de)界(jie)麵(mian)就(jiu)會(hui)受(shou)到(dao)破(po)壞(huai)，從(cong)而(er)影(ying)響(xiang)結(jie)構(gou)的(de)承(cheng)載(zai)能(neng)力(li)。


值得指出的是．當前由於普遍使用早強、高強商品混凝土
，混凝土結構的開裂問題越來越嚴重。這個問題不是我國獨有的，而是世界性的。從近幾年工程建設單位反饋的信息來看
，我國的房屋建築中現澆鋼筋混凝土樓板和地下工程連續牆的開裂現象十分嚴重，其後果不容忽視。另外
，當前城市汙染日甚，大氣、雨yu水shui中zhong均jun會hui有you浸jin蝕shi性xing介jie質zhi。這zhe些xie有you害hai介jie質zhi的de浸jin入ru，均jun會hui加jia速su鋼gang筋jin的de鏽xiu蝕shi，破po壞huai混hun凝ning土tu內nei部bu結jie構gou，使shi混hun凝ning土tu開kai裂lie時shi間jian提ti早zao

，如ru不bu采cai取qu有you效xiao防fang範fan措cuo施shi，勢shi必bi影ying響xiang結jie構gou的de耐nai久jiu性xing。因yin此ci混凝土結構裂縫常常是控製建築物使用壽命的主要因素。

通過大量工程實踐和理論分析
，鋼筋混凝土結構（含采用各種新型膨脹劑
、防水劑和複合型的補償收縮混凝土）出現寬度在0．2～0．3 mm以下的裂縫（一般認為是無害的）是不可避免的，並應視為可以接受的。但由此引起的鋼筋鏽蝕、混凝土剝落、降低結構承載能力和耐久性等問題不可低估。有關文獻指出，由混凝土裂縫引起的各種不利後果中
，滲漏水占60％。從物理概念上說，水分子的直徑約0．3 gm
，可穿過任何肉眼可見的裂縫田。所以從理論上講
，任何混凝土結構產生的裂縫都應進行防治，這是防水工程的基本要求。

3 混凝土凍害問題日益嚴重

水工混凝土的凍融破壞在三北地區（即東北
、西北、華北）的工程中占100％
，這些大型混凝土工程一般運營也就30年左右
，有的甚至不到20年。特別是接觸海水的工程
，其受凍破壞的現象更為嚴重。

地處寒冷地區的水電站、工業廠房、鐵道橋涵
、交通部門的混凝土路麵、橋梁及市政工程等混凝土，接觸雨水
、蒸氣的部分以及排水係統等，都會受到凍融破壞的影響。如通遼發電廠的冷卻塔簡壁
，由於滲水致使混凝土遭受凍結而發生表皮脫落、空鼓等現象。

隨(sui)著(zhe)工(gong)程(cheng)建(jian)設(she)規(gui)模(mo)不(bu)斷(duan)擴(kuo)大(da)，工(gong)業(ye)與(yu)民(min)用(yong)建(jian)築(zhu)中(zhong)混(hun)凝(ning)土(tu)凍(dong)害(hai)問(wen)題(ti)也(ye)日(ri)益(yi)嚴(yan)重(zhong)。因(yin)為(wei)冬(dong)期(qi)大(da)體(ti)積(ji)混(hun)凝(ning)土(tu)施(shi)工(gong)時(shi)，基(ji)底(di)的(de)結(jie)冰(bing)層(ceng)無(wu)法(fa)徹(che)底(di)清(qing)除(chu)
，而(er)在(zai)負(fu)溫(wen)環(huan)境(jing)下(xia)作(zuo)業(ye)，新(xin)澆(jiao)築(zhu)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)與(yu)基(ji)底(di)凍(dong)土(tu)層(ceng)之(zhi)間(jian)產(chan)生(sheng)的(de)溫(wen)度(du)應(ying)力(li)不(bu)可(ke)小(xiao)視(shi)。隨(sui)著(zhe)混(hun)凝(ning)土(tu)澆(jiao)築(zhu)的(de)數(shu)量(liang)不(bu)斷(duan)增(zeng)大(da)，以(yi)及(ji)混(hun)凝(ning)土(tu)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)逐(zhu)漸(jian)升(sheng)高(gao)，此(ci)時(shi)巨(ju)大(da)的(de)溫(wen)差(cha)會(hui)使(shi)尚(shang)未(wei)硬(ying)化(hua)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)（含齡期較短的混凝土）產生裂縫的機會增大，並成為滲漏水(shui)的(de)隱(yin)患(huan)。我(wo)們(men)驗(yan)證(zheng)過(guo)不(bu)少(shao)冬(dong)期(qi)施(shi)工(gong)大(da)體(ti)積(ji)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)測(ce)溫(wen)資(zi)料(liao)，說(shuo)明(ming)與(yu)正(zheng)常(chang)條(tiao)件(jian)下(xia)施(shi)工(gong)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)溫(wen)度(du)曲(qu)線(xian)差(cha)異(yi)很(hen)大(da)。換(huan)言(yan)之(zhi)，冬(dong)期(qi)施(shi)工(gong)的(de)大(da)體(ti)積(ji)混(hun)凝(ning)土(tu)開(kai)裂(lie)危(wei)險(xian)性(xing)更(geng)大(da)。因(yin)此(ci)在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)
，僅(jin)以(yi)混(hun)凝(ning)土(tu)試(shi)塊(kuai)的(de)強(qiang)度(du)與(yu)抗(kang)滲(shen)等(deng)級(ji)來(lai)評(ping)定(ding)冬(dong)期(qi)混(hun)凝(ning)土(tu)施(shi)工(gong)質(zhi)量(liang)是(shi)片(pian)麵(mian)的(de)。

另(ling)外(wai)
，在(zai)冬(dong)期(qi)澆(jiao)築(zhu)混(hun)凝(ning)土(tu)時(shi)防(fang)止(zhi)初(chu)期(qi)遭(zao)受(shou)凍(dong)結(jie)固(gu)然(ran)重(zhong)要(yao)，但(dan)由(you)於(yu)在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)我(wo)們(men)已(yi)積(ji)累(lei)了(le)豐(feng)富(fu)經(jing)驗(yan)，且(qie)在(zai)現(xian)行(xing)技(ji)術(shu)規(gui)範(fan)中(zhong)都(dou)有(you)明(ming)確(que)規(gui)定(ding)

，因(yin)此(ci)隻(zhi)要(yao)嚴(yan)格(ge)遵(zun)守(shou)，一(yi)般(ban)不(bu)存(cun)在(zai)多(duo)大(da)問(wen)題(ti)。相(xiang)反(fan)，對(dui)於(yu)跨(kua)年(nian)度(du)已(yi)經(jing)完(wan)成(cheng)的(de)混凝土結構，如長期裸露且未采取越冬保護措施，因而引起不良後果的嚴重性卻認識不足。筆者曾對北方某一高層地下3層建築（埋深約15 m）進行長達15個月（跨越2個冬季）的觀察，結果發現，該地下3層混凝土底板（厚度為1．4 m）於當年冬期施工，在1年多的時間內未出現滲漏水。而在跨越第2個冬季時
，因窩於混凝土結構內部的水分（施工中長期積存的水分），在結冰膨脹過程中釋放出來的應力不僅使混凝土結構出現新生的貫穿性裂縫，而且於施工初期出現的一些表麵裂縫、深進裂縫也被不斷擴張貫通，形成滲漏水通道，從而造成該地下室滲漏水。值得一提的是，我們在該地下室內還觀察到
，在底板出現滲漏水的同時

，由於地下水的壓力並通過毛細管作用
，於底板與剪力牆的水平施工縫、剪力牆的垂直裂縫（一般間距約3～4 m）處均出現大小與長短不一的冰棱。因此如何防止施工用水、雨雪水等浸入混凝土內部結構而引起凍害的問題，有待深入研究。筆者在過去的讀書筆記中也查到，歐洲的CEB技術規範在關於混凝土的抗凍安全性規定中有“消除積存水的構造”這一要求，可見國內外在這個問題上的認識是相似的。

4 結論與建議

從以上提到的幾種混凝土結構缺陷來看，主要是混凝土的裂縫問題，其他如凍害等也都與裂縫相關。混凝土結構出現裂縫後應認真分析，屬於影響結構安全的有害裂縫
，應采取加固補強措施．而其他一般性裂縫也應進行封閉或堵漏，以免引起滲漏水。有了裂縫而久不治愈
，就會引起鋼筋鏽蝕和混凝土剝落等現象
，並影響到結構強度
、剛度與穩定性。為了減少自然資源的消耗，實現人類文明的可持續發展，特提出如下建議：


1）開展地下工程結構症害的研究。應組織有關部門從結構裂縫、鋼筋腐蝕、地下混凝土的物理化學性能、地下工程結構維護與安全等方麵進行深人研究，這其中應包括本文提到的混凝土凍害及三北地區地下室越冬保護等內容。

2）在重大工程中不宜單獨采用混凝土結構自防水作法。目前大多數單一采用混凝土結構自防水的地下工程都存在不同程度的滲漏水問題
，導致地下室室內長期潮濕，不僅影響使用功能，且有害人體健康。另外，混凝土結構如長期遭受地下水及各種腐蝕介質的浸入
，會減少建築物的使用年限。因此，從環境保護和改善使用功能出發，再次呼籲在重要地下防水工程中不宜單獨采用結構自防水作法

3）新產品的推廣離不開中間試驗和施工工藝的配合。隨著建設節約型社會的開展，集保溫
、隔熱、防水、節能等多功能的屋麵、牆體、地下工程用新型材料開始得到應用
，但在施工技術方麵卻甚少試驗研究，不少工程施工後的質量問題已經顯現
，值得關注。長期以來我國防水行業發展誤區之一是重產品開發
、輕應用技術和施工工藝的配套研究（包括機具和零配件）。其結果是，雖然各種先進的防水產品使用比例在不斷擴大，但卻難改當今工程嚴重滲漏的現實。另外，由於建築功能呈多樣化的趨勢
，土建與防水之間的施工技術配合也至關重要。例如，在一個外牆外保溫係統工程中，要解決保溫板與牆體之間的固定
、抹灰層與保溫板以及防水塗料與抹灰層之間的粘結和防止開裂等問題
、都需要多單位、多duo方fang麵mian科ke技ji人ren員yuan進jin行xing試shi驗yan研yan究jiu，同tong時shi還hai要yao對dui一yi批pi示shi範fan工gong程cheng進jin行xing長chang期qi跟gen蹤zong觀guan察cha
，然ran後hou才cai能neng得de出chu科ke學xue的de結jie論lun，由you此ci製zhi訂ding的de施shi工gong工gong法fa才cai具ju有you可ke信xin度du和he可ke操cao作zuo性xing。曆li史shi證zheng明ming，新xin產chan品pin的de推tui廣guang離li不bu開kai中zhong間jian試shi驗yan和he施工工藝的配合
，若舍棄這一過程
，或不顧條件地蠻幹

，由此造成的損失將難以預料。

4）總包方項目經理應抓防水質量。施工條件

、施工程序及成品保護被公認為影響防水工程質量的三大要素，在實踐中如何做到措施落實、崗位到位、獎罰分明，是一個需要不斷深化、不斷改進的過程。由於這項工作涉及到與防水工程相關的多單位
、多duo工gong種zhong的de相xiang互hu配pei合he，因yin此ci必bi須xu由you施shi工gong總zong包bao方fang的de項xiang目mu經jing理li親qin自zi組zu織zhi實shi施shi。如ru果guo做zuo不bu到dao這zhe一yi點dian
，那na麼me一yi切qie正zheng確que的de設she計ji與yu施shi工gong方fang案an，再zai好hao的de質zhi量liang保bao證zheng措cuo施shi，都dou會hui在zai實shi際ji工gong作zuo中zhong受shou到dao冷leng落luo與yu漠mo視shi
，保bao證zheng防fang水shui功gong能neng與yu工gong程cheng質zhi量liang就jiu會hui變bian成cheng一yi句ju空kong話hua。