港口航道工程大體積混凝土施工裂縫控制分析

何志勇

摘要：港口是海上貨物進(jìn)行運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，混凝土在施工中所出現(xiàn)的裂縫問題一直是困擾港口航道工程的重要障礙，因此，本文分析了港口航道工程大體積混凝土施工裂縫的控制措施。

關(guān)鍵詞：港口航道；大體積混凝土；施工；裂縫

前言

港口航道工程施工材料主要是大體積混凝土，大體積混凝土裂縫是港口航道工程施工中常見的病害，為了保證港口航道工程的質(zhì)量可以達(dá)到要求，要做好大體積混凝土施工裂縫的控制工作。

1 港口航道工程大體積混凝土施工特點(diǎn)

港口與航道工程中，大體積混凝土的使用非常廣泛，并得到了人們的充分認(rèn)可。其使用不同于普通的混凝土，當(dāng)大體積混凝土的體積影響到混凝土的水熱變化的時(shí)候，其就使混凝土的內(nèi)外溫度達(dá)到一定的范圍，此時(shí)的混凝土便是大體積混凝土。因?yàn)楦劭陂L期受到水的影響，使用普通的混凝土難以達(dá)到其所預(yù)想的效果和使用質(zhì)量，大體積混凝土具有自身的優(yōu)點(diǎn)，其重要表現(xiàn)如下：（1）大體積混凝土的表面積較大，這樣混凝土在使用的時(shí)候就能夠增加接觸面積，混凝土在結(jié)構(gòu)斷面上的使用就會較少。（2）大體積混凝土的澆筑方法不同于普通的混凝土，大體積混凝土澆筑起來更加不容易，其主要采用的是分層、分縫、分量進(jìn)行澆筑施工，通過此種方式降低單次混凝土的使用量，從而使建筑的質(zhì)量得以保障，提高建筑的澆筑效率。（3）外界溫度對大體積混凝土影響較大，在使用過程中要對其內(nèi)外溫差進(jìn)行調(diào)節(jié)，必要的時(shí)候要采取一定的手段和方法減少溫差，從而對混凝土起到一定的保護(hù)作用。（4）其結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)混凝土，大體積混凝土的內(nèi)部以鋼筋為主，給施工帶來方便，易于操作。

2 港口航道工程大體積混凝土裂縫原因

2.1 溫度差導(dǎo)致的裂縫

混凝土內(nèi)部和外部的溫度差是導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫的主要因素?；炷翝仓瓿珊螅瑴囟炔钪饕譃槿齻€(gè)時(shí)期，分別為混凝土澆筑初期、混凝土內(nèi)部溫度最高期、混凝土拆模前后三個(gè)時(shí)期?；炷翝仓跗?，因?yàn)榛炷恋膶?dǎo)熱性差，各類物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的水化熱均會聚集在混凝土內(nèi)部。隨著內(nèi)部溫度不斷升高，當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度和外部溫度的差異過大時(shí)，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生膨脹力，變形程度會超出外部變形程度。此時(shí)，會在混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土可以承受的最大拉力時(shí)，混凝土內(nèi)部就會產(chǎn)生崩裂，出現(xiàn)溫度裂縫。所以，溫度裂縫主要是因?yàn)樗療釋?dǎo)致混凝土內(nèi)部和外部出現(xiàn)溫差變化，致使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力并出現(xiàn)開裂。溫度應(yīng)力造成的混凝土開裂主要有以下兩種類型：（1）如果混凝土內(nèi)部溫度為非線性分布，并且內(nèi)部和外部是約束沒有完全靜止的結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)受自身約束的影響，會產(chǎn)生溫度應(yīng)力。（2）當(dāng)混凝土全部結(jié)構(gòu)邊界或混凝土部分結(jié)構(gòu)感受到外部的壓力時(shí)，結(jié)構(gòu)變形也會受到制約，進(jìn)而出現(xiàn)溫度應(yīng)力。

2.2 水化作用導(dǎo)致裂縫

混凝土在施工完成之后，其內(nèi)部所吸收的水分會較大，從而產(chǎn)生水化作用，這樣造成的結(jié)果就是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生收縮，如果收縮的強(qiáng)度超過了混凝土所能夠抗拒最大拉力，混凝土必然會產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土此種情況更為明顯，其中所能夠吸納的水分更多，其所產(chǎn)生的應(yīng)力又增加不少，這就使得混凝土出現(xiàn)裂縫的機(jī)率增加。

2.3 混凝土收縮導(dǎo)致裂縫

大體積混凝土材料型裂縫主要是因?yàn)榛炷潦湛s造成的，收縮裂縫的種類比較多，比較常見的收縮裂縫主要有塑性收縮、自身收縮和干燥收縮幾種?；炷猎谟不院?，因?yàn)橥獠凯h(huán)境過于干燥，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的水分蒸發(fā)，混凝土因?yàn)樗终舭l(fā)過多，導(dǎo)致內(nèi)外部出現(xiàn)了收縮變形的情況，最后出現(xiàn)了裂縫。塑性收縮裂縫和干燥裂縫一樣，都是由于水分蒸發(fā)造成的，當(dāng)混凝土中水蒸發(fā)量大于混凝土泌水量，就會在大體積混凝土表面出現(xiàn)塑性收縮裂縫，當(dāng)外界環(huán)境溫度過高或者使用水泥的活性過大，會進(jìn)一步加劇大體積混凝土表面的收縮裂縫，導(dǎo)致大體積混凝土表面出現(xiàn)開裂。在外力下，混凝土表面出現(xiàn)不同程度的裂縫，并且隨著裂縫越來越多，水分的蒸發(fā)速度會進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致裂縫變大。與塑性收縮和干燥收縮裂縫不同，自身收縮是因?yàn)榇篌w積混凝土自身水化熱造成的變化反應(yīng)，并且和水泥成分、集料彈性模量有關(guān)。

2.4 外部負(fù)荷重導(dǎo)致裂縫

另一個(gè)影響混凝土出現(xiàn)裂縫的原因是因?yàn)榇篌w積混凝土遭受到了外部力量的影響，在外部負(fù)荷過重的情況下，大體積混凝土的應(yīng)力無法應(yīng)對如此強(qiáng)的外力沖擊，出現(xiàn)裂縫。施工過程中，混凝土內(nèi)部也會應(yīng)為堿骨料的相互作用而出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，影響到混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致混凝土的體積加大，產(chǎn)生裂縫的機(jī)率增加。

3 港口航道工程大體積混凝土裂縫控制

3.1 合理選擇施工材料

（1）對水灰比進(jìn)行控制。在進(jìn)行施工時(shí)，為了避免因混凝土中含水量過大導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)水化熱或收縮，需要控制好材料的水灰比。建議將水灰比控制為0.46。（2）選擇水泥材料。水泥在出現(xiàn)水化反應(yīng)時(shí)，會有大量熱量釋放出來。隨著溫度的不斷升高，混凝土表面會出現(xiàn)裂縫。這種情況和水泥種類有比較大的關(guān)系，因此，要選擇合適的水泥材料。（3）選擇粗骨料。在選擇粗骨料時(shí)，盡可能選擇自然連續(xù)級配的粗骨料。只有選擇大小合理的粗骨料，才可以防止出現(xiàn)離析的情況。一般情況下，可以選擇直徑為6～40mm連續(xù)級配碎石作為粗骨料。

3.2 合理進(jìn)行原料配比

混凝土的原料配比決定了混凝土質(zhì)量是否能夠勝任工程的需求，也是其進(jìn)行質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素之一，能夠保證工程的順利施工。在進(jìn)行混凝土施工時(shí)，工作人員要結(jié)合工程的實(shí)際情況，科學(xué)合理的配置原料，制定出科學(xué)的混凝土原料配比值，并對此予以嚴(yán)格控制。在施工過程中，要參與混凝土的攪拌和養(yǎng)護(hù)工作，把控原料配比的整個(gè)過程，從根本上保證混凝土施工的合理性，減少裂縫出現(xiàn)的幾率。

3.3 進(jìn)行施工溫度控制

大體積混凝土水化時(shí)候所釋放出的溫度極高，這成為影響混凝土裂縫的又一個(gè)重要因素，因此，做好施工過程中的溫度控制對于減少混凝土裂縫來說具有重要的積極意義。在對混凝土進(jìn)行澆筑的時(shí)候，工作人員要注意對其溫度的控制，比如，可以通過灑水、加冰的形勢降低混凝土的溫度，使混凝土的內(nèi)部溫度與外部溫度差不會太高，使兩者的溫差較為接近。同時(shí)，還要做好混凝土施工時(shí)間的安排，這樣能夠?yàn)榭刂茰夭钐峁l件，做好溫差控制的安排。在混凝土成型之后，工作人員要做好人工控溫，在混凝土表面通過加設(shè)保溫材料的方式，保證混凝土的溫差控制在合理范圍內(nèi)，使混凝土避免因?yàn)闇夭钸^大而產(chǎn)生裂縫。

3.4 進(jìn)行約束條件改善

港口航道大體積混凝土施工時(shí)，技術(shù)人員要盡量使用預(yù)應(yīng)力構(gòu)件來將混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力抵消掉，使鋼筋和混凝土的作用可以充分發(fā)揮出來，避免混凝土出現(xiàn)開裂。在澆筑大體積混凝土?xí)r，要分塊、分層進(jìn)行澆筑，并合理地布置澆筑區(qū)域來進(jìn)一步對約束進(jìn)行改善。此外，也可以采用縮短臨近部位混凝土澆筑時(shí)間、預(yù)留溫度伸縮縫的方式來降低約束作用，改善約束條件。

3.5 進(jìn)行外加劑的添加

大體積混凝土凝固以后，會出溫度裂縫、毛細(xì)孔隙、干縮裂縫等。而使用YL多功能高效性防水劑可以使混凝土凝固過程中適量膨脹，達(dá)到減水、高效防水和補(bǔ)償收縮等目的。在補(bǔ)償預(yù)應(yīng)力的影響下，會提升混凝土密實(shí)性。并且添加劑中的緩凝組分會使水化放熱延緩，提升混凝土的防滲性、抗裂性和耐久性，使混凝土后期的體積保持穩(wěn)定。在混凝土攪拌過程中加入YL多功能高效外加劑，顯著提升了混凝土的抗?jié)B性、密實(shí)性，消除了伸縮縫被延長的情況。

3.6 加強(qiáng)混凝土后期養(yǎng)護(hù)

防止混凝土裂縫的另一個(gè)關(guān)鍵問題便是對其的后期養(yǎng)護(hù)問題，做好混凝土的后期養(yǎng)護(hù)能夠有效控制混凝土的裂縫幾率，使其產(chǎn)生下降。混凝土澆筑過程以及成型過程的養(yǎng)護(hù)工作非常重要，工作人員必須要對其表面溫度進(jìn)行時(shí)刻追蹤，可以通過覆蓋不同厚度的草墊或者控制灑水量等方法對其溫度的保持采取相應(yīng)措施，保證混凝土表面的濕潤，避免裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，施工企業(yè)還要做好混凝土養(yǎng)護(hù)規(guī)定，保證在規(guī)定時(shí)期內(nèi)有專人負(fù)責(zé)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，減少混凝土的裂縫。

4 結(jié)語

混凝土的裂縫問題是一個(gè)重點(diǎn)問題，導(dǎo)致其裂縫發(fā)生的原因很多，要根據(jù)工程的實(shí)際情況控制好混凝土裂縫。只有混凝土的裂縫問題得以解決，才能讓港口航道作業(yè)更好的為運(yùn)輸事業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。