關(guān)于港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫問(wèn)題的探討

張瑋

摘要：在混凝土施工中，混凝土出現(xiàn)裂縫是一個(gè)普遍的現(xiàn)象，港口與航道工程因其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位，應(yīng)盡量避免其大體積混凝土裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。本文首先分析了港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫的成因，針對(duì)大體積混凝土施工裂縫的控制問(wèn)題進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：港口與航道工程；大體積混凝土；施工裂縫；控制

伴隨著港口和航道項(xiàng)目建設(shè)的不斷加多和加快，大體積混凝土在其中的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。與普通混凝土施工類(lèi)似，港口與航道工程大體積混凝土施工也會(huì)產(chǎn)生裂縫問(wèn)題，而且施工裂縫的成因較多，無(wú)論是混凝土內(nèi)部收縮，還是外部溫度變化以及外力作用，都可能引發(fā)大體積混凝土的裂縫現(xiàn)象，影響港口與航道工程的質(zhì)量與使用性能。大體積混凝土施工裂縫作為施工過(guò)程中最常見(jiàn)的工程質(zhì)量問(wèn)題，在施工過(guò)程中必須給予足夠的重視，采用科學(xué)的施工方法，嚴(yán)格施工管理，加強(qiáng)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)，就可以降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土本身抗拉性能，極大程度的預(yù)防和控制港口工程中的大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)，確保工程質(zhì)量。

1.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫的成因

1.1 在混凝土澆筑之后，混凝土?xí)账謴亩鴮?shí)現(xiàn)水化作用。在此情況下，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮，當(dāng)收縮應(yīng)力值超過(guò)混凝土的最大抗拉強(qiáng)度，那么，混凝土結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。在大體積混凝土施工中，由于混凝土體積與總量都比較大，收縮應(yīng)力也將相應(yīng)地增大，因此，其發(fā)生收縮裂縫的概率也比較大。

1.2 溫度是導(dǎo)致混凝土裂縫的主要因素，在大體積混凝土施工過(guò)程中，需要嚴(yán)加控制混凝土內(nèi)外溫差。混凝土水化過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，這些熱能被困于混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度逐漸上升。一旦混凝土外部溫度與內(nèi)部溫度相差過(guò)多，難免會(huì)引發(fā)混凝土裂縫問(wèn)題。另外，混凝土在成型過(guò)程中，其內(nèi)部抗拉能力較差，不能有效地抵抗由于溫度變化引發(fā)的應(yīng)力，因此，這也是產(chǎn)生施工裂縫的原因。

1.3 除了收縮與溫度兩個(gè)因素之外，還有其他的因素，如外部荷載、化學(xué)反應(yīng)等都能夠引發(fā)大體積混凝土施工裂縫。在混凝土未完全成型前，即施加超標(biāo)的荷載，或者混凝土內(nèi)部各種堿骨料相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變，體積增加，也將引發(fā)施工裂縫。

的合理配比，是提高混凝土性能的關(guān)鍵，同時(shí)也是保證混凝土質(zhì)量的重點(diǎn)。因此，在港口與航道工程大體積混凝土施工過(guò)程中，技術(shù)人員必須結(jié)合港口與航道工程的實(shí)際情況，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定科學(xué)、合理的混凝土原料配比，并指導(dǎo)施工人員進(jìn)行有效的攪拌與養(yǎng)護(hù)，從而為控制施工裂縫提供基礎(chǔ)。

2.大體積混凝土施工裂縫的控制

2.1選擇施工材料

2.1.1水灰比的控制

在控制水灰比時(shí)，要在達(dá)到混凝土強(qiáng)度等級(jí)的基礎(chǔ)上，對(duì)混凝土的水灰比進(jìn)行控制。施工時(shí)，做好水灰比的計(jì)量工作，降低混凝土中水的使用量，進(jìn)而避免混凝土出現(xiàn)收縮以及水化熱的情況。本工程要求水灰比控制在0.46。

2.1.2選擇水泥材料

水泥在水化反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)釋放大量的熱量，導(dǎo)致大體積混凝土的溫度升高，混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫。這種情況和水泥的種類(lèi)以及混凝土的使用量有較大的關(guān)系。綜合考慮，本工程使用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥?；A(chǔ)混凝土的使用量為385kg/m3。

2.1.3選擇粗骨料

要合理的配備粗骨料級(jí)配，在水灰比相同的情況下，盡量少使用水泥和水。在選擇粗骨料時(shí)，要優(yōu)先選擇自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料。為了防止出現(xiàn)離析的情況，不宜選擇顆粒直徑較大的粗骨料。本工程施工過(guò)程中，選擇6～40mm連續(xù)級(jí)配的碎石作為粗骨料，并且粗骨料中不允許針片狀的石屑。將含泥量控制在1%內(nèi)。

2.1.4細(xì)骨料的選擇

細(xì)骨料宜選擇質(zhì)地良好的中、粗砂，細(xì)度模數(shù)保持在2.7～2.9。適當(dāng)降低水和水泥的使用量，使用質(zhì)量良好的中粗砂。避免混凝土收縮和升溫的情況。綜合考慮，本工程使用中砂的細(xì)度模數(shù)為2.8，將含泥量控制在2%左右。

2.1.5選擇外摻料

施工時(shí)，要在大體積混凝土中加入一定的粉煤灰，從而降低水化熱，避免混凝土溫度過(guò)高。此外，還可以提高混凝土拌合物的保水性、粘聚性和流動(dòng)性。本工程施工過(guò)程中，施工一級(jí)粉煤灰。

2.1.6選擇外加劑

在大體積混凝土中加入外加劑可以減少水泥、水的使用量，提高混凝土的和易性，延長(zhǎng)混凝土的凝固時(shí)間，降低水化速度，進(jìn)而避免混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫。本工程施工時(shí)選擇DQ-3D緩凝減水劑作為外加劑，具有膨脹、緩凝、減水的作用。摻入時(shí)，根據(jù)水泥用量將粉末狀外加劑加入到混凝土拌合料中，并攪拌一分鐘。

2.2嚴(yán)格控制大體積混凝土施工的溫度

大體積混凝土施工溫度的控制，包括混凝土的初始溫度，也包括混凝土成型過(guò)程中的外界問(wèn)題。因此，施工人員可以在混凝土澆筑過(guò)程中，以撒水、加冰等方法降低混凝土初始溫度，使混凝土內(nèi)部溫度與外界溫度相接近，避免施工裂縫產(chǎn)生。另外，合理安排混凝土施工時(shí)間，最好是在夜間施工，這樣有利于混凝土內(nèi)外溫度的控制。在混凝土成型后期，施工人員可以以人工控溫的形式，在混凝土表面加設(shè)保溫材料等方法，保證混凝土內(nèi)外溫差保持在允許范圍內(nèi)，避免混凝土內(nèi)部收縮應(yīng)力過(guò)大而引發(fā)施工裂縫問(wèn)題。

2.3改善大體積混凝土施工的約束條件

港口與航道工程大體積混凝土施工工序安排的合理性，也是有效避免施工裂縫的關(guān)鍵。因此，施工人員必須按照施工規(guī)定，合理選擇適宜的施工技術(shù)，并積極探索創(chuàng)新的施工方法，盡量避免混凝土應(yīng)力集中情況。同時(shí)，還可以預(yù)留溫度伸縮縫，以減少混凝土結(jié)構(gòu)溫度約束，有效降低產(chǎn)生施工裂縫的概率。

2.4養(yǎng)護(hù)措施

2.4.1做好保溫保濕，緩慢降溫

混凝土澆筑之后注意保溫保濕養(yǎng)護(hù)，避免混凝土過(guò)高的溫度應(yīng)力。夏季氣溫較高，應(yīng)該注意采取保濕措施，避免混凝土在烈日下暴曬；秋季夜晚氣溫較低，應(yīng)該采取保溫措施，減小混凝土溫度梯度。

2.4.2注意模板拆除時(shí)機(jī)

采取長(zhǎng)時(shí)間的混凝土養(yǎng)護(hù)，拆除模板或撤除保溫防護(hù)后，如表面溫度驟降，混凝土就可能會(huì)產(chǎn)生龜裂，只有當(dāng)混凝土任何部位的溫度都處于逐漸下降狀態(tài)時(shí)，才能撤除保溫防護(hù)。大體積混凝土不能降溫過(guò)快，因?yàn)楫?dāng)混凝土內(nèi)外存在溫差時(shí)，表面驟冷的混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性很大。規(guī)定合理的拆模時(shí)間，延緩降溫時(shí)間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。

2.4.3控制好內(nèi)外溫差

加強(qiáng)測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)行信息化控制，隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，基面溫差和基底溫差均控制在20℃以內(nèi)，及時(shí)調(diào)整保溫和養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過(guò)大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。

3.結(jié)束語(yǔ)

港口和航道混凝土使用過(guò)程中的裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有很多種，例如混凝土內(nèi)外溫度差異，以及混凝土內(nèi)部收縮壓力等等。尤以引起我們注意的就是，要掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)技能，要從當(dāng)?shù)氐木唧w實(shí)際地理環(huán)境出發(fā)，施工技術(shù)人員要遵從科學(xué)合理的技術(shù)流程和國(guó)家規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。并且，在大面積的混凝土成型使用階段，要注意定期的養(yǎng)護(hù)工作，將工作的細(xì)節(jié)落到實(shí)處，制定出具體的養(yǎng)護(hù)和周期執(zhí)行計(jì)劃，采取積極有效的防護(hù)措施，避免裂縫的侵襲，最大限度的延長(zhǎng)混凝土港口和航道的使用年限，為未來(lái)混凝土的大面積使用奠定良好的基礎(chǔ)。

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