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港口工程施工中大体积混凝土裂缝的防控措施
摘 要：当前大体积混凝土在工程建设中的应用越来越普及,在港口工程中很多大体积结构基本都采用了混凝土构件.但是在大体积结构部件的施工过程中又非常容易出现混凝土裂缝的问题,加强对大体积混凝土裂缝的防治有利于提升工程建设的整体质量,因此,重视混凝土裂缝问题是当前工程施工的重点.本文对港口工程施工中大体积混凝土裂缝的类型进行分析,提出了相关的控制措施,以期能够促进港口工程建设的有序开展,为建筑施工的质量提供保障.
关键词：港口工程 大体积混凝土构件 裂缝
当前在我国港口工程建设中大多数采取的都是大体积混凝土,裂缝问题可以说是港口工程的“质量通病”.大体积混凝土的主要特点就是以大区段为单位进行施工建设,施工体积大,这种特点使得水泥水化作用时所释放的热量导致混凝土内部的温度逐渐升高,而由此产生的热量却无法有效释放出来,使得混凝土构件出现内外温差,再加之早期混凝土构件的抗拉强度低,弹性模量小,就非常容易使混凝土出现裂缝,从而影响港口工程质量.
1.港口工程施工中大体积混凝土裂缝的类型
（1）温度变化产生的裂缝
①水泥水化热的影响
水泥的细度随着工程的施工逐渐变小,导致水化速度不断变快.而在水化过程中水泥自身又会释放一定的热量,如果散热不及时,就会形成内外温度差,从而使得混凝土出现收缩变形,再加之此时混凝土的抗拉能力减小,当温度应力大于抗拉强度时就会导致混凝土出现裂缝.
②外界气温变化的影响
外界气温的变化会使得混凝土应力大于其初始强度的现象,就很容易导致混凝土出现裂缝,特别是在外部环境温度非常高的环境下进行施工,其水分蒸发速度过快,使得混凝土体积出现收缩,也会产生裂缝.
（2）收缩裂缝
①塑性收缩.塑性收缩会加速引发开裂现象,特别是在水泥活性大、混凝土温度高、水泥水分少的情况下,混凝土此时处于塑性状态,只有稍微受到一点拉力,就会导致混凝土表面出现不规则的裂缝,而裂缝的出现会导致混凝土内部的水分不断蒸发,于是裂缝进一步扩大.
②干燥收缩.当混凝土出现硬化现象后,如果周围环境较为干燥,则容易导致混凝土内部的水分逐渐向外流失,使得混凝土出现由外向内的干缩,从而出现裂缝.
③碳化收缩.碳化是指二氧化碳气体与水泥水化所产生的一种化学反应,随着碳化过程的产生,混凝土会出现一定程度的收缩.
④自身收缩.混凝土自身收缩是水化引发的一种收缩变形,与温度、湿度应力引发的变形不同,在混凝土浇筑之后,吸收水分,以此实现水化作用.收缩应力超出了混凝土原有的最大抗拉伸强度,因此会导致裂缝出现.
（3）原材料引发的裂缝
①水泥的安定性不达标.当水泥中含有过量的游离氧化钙、氧化镁或是三氧化硫时,游离氧化钙、氧化镁的熟化很慢.当水泥已经成型后它们会在成型的构件中继续进行熟化,从而导致体积出现不均匀的变化,比如龟裂、崩塌等现象.
②在施工过程中如果外加剂与水泥无法进行有效融合,掺合料的选择不符合施工实际等,都会引发混凝土出现收缩.
③水泥品种的选择也会使得混凝土出现收缩,比如硅酸盐水泥的收缩情况比普通水泥大,却又比粉煤灰水泥的收缩性小.
④水泥等级以及混凝土强度等级也是导致混凝土出现裂缝的原因之一.水泥等级越高,其细度就越细,对于混凝土的影响也就越大.而混凝土的强度等级越高,混凝土的脆性也会随之增加,裂缝产生的概率也越大.
（4）混凝土的坍落度过大引发的裂缝
在港口工程中,对于码头构件的浇筑一般是用泵送混凝土的形式,而泵送混凝土的大坍落度则是导致混凝土出现裂缝的主要原因之一.在构件浇筑成型后,施工过程中采用振动迫浆时,拌合物中的骨料会在自重作用下进行下沉,而其中的水和浆体会逐渐上升.当粗骨料在下沉过程中受到钢筋的阻碍,会使得混凝土钢筋内部产生应力拉力,而当拉应力大于混凝土的初始抗应力时,混凝土就会出现裂缝.
2.港口工程施工中大体积混凝土裂缝防治措施分析
（1）设计阶段的防治措施
在设计初始阶段,必须根据港口码头的工程特点对水泥等级、品种以及混凝土的强度进行合理的设计,尽可能避免使用强度高的水泥.在原料选择过程中,要对优良的石沙进行配置,此外,混凝土中的泥量含量也要满足相关标准,充分依据施工的具体情况,对配比进行合理的设计,尤其是对混凝土坍落度的设计要通过科学的方式进行选择,并根据施工的实际情况及时进行调整.
（2）施工准备阶段的防治措施①骨料中的含泥量
粘土吸附水以及外加剂的能力相对较强,从而使得坍落度的损失也就最大.此外,骨料中的颗粒大小对于混凝土的状态也有一定的影响,会影响混凝土的流动性,导致自由水的束缚能力随之变化.此外,骨料的风化也会对混凝土坍落度造成影响,并且这点不容易引发人们的重视.在对粗骨料进行选择时,要根据施工条件进行,尽量选择一些质量好的石子,降低水量的含量以及骨料中的含泥量.而在细骨料选取时,可以选择II级级配的中粗砂以及含泥量相对比较小的砂,能够降低混凝土的干缩情况.
②水泥的选择和检验
在水泥的生产过程中,有些厂家为了满足强度和细度的要求,会选择不断地提高水泥的细度.但是水泥细度越小其表面积也就越大,此时,水泥中的外加剂和水的吸附性就会随之增强.此外,混凝土坍落度的损失也会随着水泥表面积的增加而加快.因此,水泥的细度会影响混凝土构件的质量,在工程开始前就必须会水泥的细度和表面积进行检测,确保其在规定的范围内.
（3）施工阶段的防治措施
①混凝土拌合控制
对各种原材料计量进行精准的控制,将其按照科学的方式和顺序放入搅拌机中,是对混凝土拌合控制的基础.在每班工作中至少要对计量精度检查2次以上,其计量控制中外加剂的范围&plun;5%,水泥、掺合料、膨胀剂以及水的范围为&plun;1%,砂石计量控制在&plun;2%以内.而搅拌则需要采用二次投料工艺,加料的顺序为：首先将水、水泥、掺合料以及外加剂进行充分搅拌形成水泥浆,搅拌时间约1分钟,然后将骨料投入其中进行充分的搅拌.这个过程不宜采用外掺或是后掺的方法.对于搅制时间要进行严格的控制,一般不得少于90s.
②严格控制大体积混凝土的施工温度
在混凝土制作的初期必须对大体积混凝土的温度进行有效控制,并且需要在整个过程中都对施工温度进行控制.在进行混凝土浇筑时,施工人员可以通过洒水、加冰等方式对混凝土的初始温度进行控制,确保混凝土内部的温度与外部温度无温差.此外,还要对混凝土的施工时间进行合理的安排,确保最大限度的控制好其内外部温度.
③大体积混凝土裂缝的检查和处理
应对港口工程混凝土出现裂缝的问题,应当以预防为主,在施工过程中要对混凝土结构进行检查,明确裂缝对于工程构件的危害,做好裂缝的防护措施.在港口工程施工中大体积混凝土裂缝主要有表面裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝；对于深层裂缝和贯穿裂缝则可以采用风镐、风钻以及人工处理等方式对裂缝进行凿除,直至看不到裂缝,而凿槽的断面为梯形,然后再将混凝土浇筑其上.
④对混凝土施工质量加强管理在混凝土施工的安排上尽量做到薄层短间歇,均匀上升,切记不可对单独一块混凝土进行突击浇筑后便长期停歇,在混凝土施工过程中也不允许在相邻混凝土之间出现过大的高差,对于混凝土的侧面要避免其长期暴露在外.在基岩上对一薄块进行浇筑后要在短时间内进行下一薄块浇筑,不可停留时间较长.同时,要对浇筑时间进行科学合理的安排,在低温季节对基础混凝土进行浇筑,特别是在拱圈封拱时温度一定要比年平均气温稍低.
3.结语
要想更好的确保港口工程项目的施工质量,就必须对大体积混凝土裂缝问题进行科学合理的控制.在港口工程施工中,导致大体积混凝土出现裂缝的原因有很多,作为施工技术人员、监管人员要对可能存在的原因做到心中有数,采取合理的方式对裂缝问题进行控制,提高港口工程施工质量,有效避免大体积混凝土裂缝的出现.
参考文献：
[1]王林,李曼.港口施工中大体积混凝土裂缝的成因及防治措施探讨[J].建筑·建材·装饰,2015(21):252-252.
[2]林治志.港口与航道工程大体积混凝土裂缝的控制措施分析[J].建筑工程技术与设计,2016(11).
[3]孙跃峰.港口与航道工程中大体积混凝土的施工裂缝控制体会探讨[J].城市建设理论研究:电子版,2015(18).
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