港口施工中大體積混凝土裂縫的成因及防治措施探析

楊鳳棋

（四川三江港口航道工程建設(shè)有限公司 四川 成都 610000）

港口施工中大體積混凝土裂縫的成因及防治措施探析

楊鳳棋

（四川三江港口航道工程建設(shè)有限公司 四川 成都 610000）

在當(dāng)今社會中，大體積混凝土的應(yīng)用范圍在逐漸的加大，同時在港口工程當(dāng)中也得到了相應(yīng)的應(yīng)用，但是在實際的施工過程當(dāng)中常常會發(fā)生裂縫的問題，對于工程的整體質(zhì)量造成一定的影響。基于此，本文首先詳細的分析了港口施工中大體積混凝土裂縫的原因，并針對相關(guān)的原因提出了防治措施。

港口；混凝土；裂縫

引言

伴隨著交通基本設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，在港口建設(shè)當(dāng)中利用大體積混凝土越來越多，這種方式具有設(shè)計強度高、構(gòu)斷面內(nèi)配筋多以及單方水泥用量大等等特點。但是在實際工作當(dāng)中仍然存在一些急需解決的問題，尤其是裂縫現(xiàn)象，本文結(jié)合自身的工作經(jīng)驗對裂縫出現(xiàn)的原因以及防治措施進行了深入的分析，從而為大體積混凝土港口施工的順利進行提供必要的參考。

1 港口施工中大體積混凝土裂縫的成因分析

1.1溫度變化導(dǎo)致的裂縫

（1）水泥水化熱的影響

在應(yīng)用過程當(dāng)中水泥的細度逐漸減小，這樣就會加快水化速度，而在水化過程當(dāng)中水泥又會進行熱量的釋放，如果不能夠進行很快的散熱，尤其是在澆鑄初始過程中，就會存在混凝土內(nèi)外溫差，從而使得恨凝土收縮變形起到嚴重阻礙作用，這時混凝土的抗拉能力減小，一旦溫度應(yīng)力大于抗拉強度就會產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。

（2）外界氣溫變化的影響

濕度以及溫度的劇烈變化會造成混凝土出現(xiàn)應(yīng)力超過其初始強度，這個時候就會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，特別是在高溫環(huán)境下進行施工，由于水分蒸發(fā)速度相對比較快，都會導(dǎo)致混凝土體積出現(xiàn)收縮而裂縫。除此之外，溫度方面的變化還包括日照、水化熱以及突然降溫等等。

1.2鋼筋銹蝕引起的裂縫

保護層的厚度也不過相對比較不足或者是混合堿量比較差，這個時候由于二氧化碳侵蝕碳化到鋼筋表面就會降低周圍溷凝土的堿度。另外，可能是由于氯化物的介入導(dǎo)致周圍氯離子含量增多，同樣會破壞鋼筋表面氯化膜。除此之外，鋼筋中的鐵離子進入到混凝土當(dāng)中會同水以及氧氣發(fā)生反應(yīng)，這樣就會加大腐蝕物氧化鐵的體積，這樣就會使周圍混凝土群存膨脹應(yīng)力，造成保護膜出現(xiàn)剝離以及開裂問題，順著鋼筋的方向出現(xiàn)裂縫問題。

1.3過大的混凝土坍落度造成的裂縫

港口工程當(dāng)中，往往都是通過泵來輸送混凝土對港口碼頭進行澆筑，其中出現(xiàn)裂縫較多的重要一個原因就是泵輸送混凝土大坍落度。建筑成型以后，在自身的重力下，粗骨料就會逐漸的下沉，然后漿體以及水上升，當(dāng)受到鋼筋等阻擋時上部的混凝土就會存在拉應(yīng)力，正是由于這個力超過了混凝土初始抗拉應(yīng)力，混凝土則會出現(xiàn)裂縫問題。

1.4原材料引起的裂縫

（1）水泥同外加劑兩者不相容，選擇的摻合料不合理等等都會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮問題。

（2）水泥的安定性不合格，這種情況相對比較少見，主要就是由于在使用水泥之前都會檢測安定性。

（3）混凝土強度以及水泥等級所導(dǎo)致的。其中混凝土設(shè)計強度等級越大越則混凝土就具有越大的脆性，此時容易出現(xiàn)裂縫問題。另外，水泥的等級越高則對混凝土裂縫的影響也就會越大。

（4）集料當(dāng)中含泥量過大、針片含量過大以及顆粒級配不良等都會增大混凝土的收縮，造成出現(xiàn)裂縫問題。

除以上原因之外，不上當(dāng)?shù)呐浜媳?、施工縫處理以及不合理的設(shè)計分段后不到位的養(yǎng)護條件等等都會造成出現(xiàn)裂縫問題。

2 港口施工中大體積混凝土裂縫防治措施分析

2.1設(shè)計階段的防治措施

要同碼頭工程結(jié)構(gòu)的要求以及特點進行緊密結(jié)合來進行水泥等級、品種以及混凝土強度的合理選擇，盡可能的不實用早強高的水泥。在原材料選取時，要利用級配優(yōu)良的石、沙，同時要使其含泥量也應(yīng)該同相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準相滿足，在設(shè)計配合比時，要按照施工的具體情況，對混凝土的設(shè)計坍落度進行科學(xué)選擇，并且針對實際情況對其進行及時調(diào)整，同時對于碼頭超載以及吞吐量等因素進行充分考慮。配合比的設(shè)計不僅僅要同有關(guān)的規(guī)定一致，同時也要在施工工藝滿足的條件下，選取較小沙率、塌落度，并且還要根據(jù)混凝土水膠比以及摻合料種類確定礦物摻合料摻量，其具體可參考下表1。

表1 大體積混凝土中礦物摻合料摻量參考表

2.2施工準備階段的防治措施

（1）水泥的選擇以及檢驗

在生產(chǎn)水泥的過程當(dāng)中，為了滿足細度以及強度方面的需求，廠家就會將其細度提升，這時就會使得表面積加大，從而加大水泥對水以及外加劑的吸附性，同時混凝土坍落度也會加快，使得外加劑的塑化效果降低，對于混凝土質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響。為此，在施工之前要檢測水泥的表面積和細度，對于細度小于2%的水泥可以通過加入摻合料來使得水化熱降低其中粉煤灰是一個不錯的選擇。

（2）骨料中的含泥量

骨料的含泥量對于混凝土的狀態(tài)具有直接的影響。粘土由于相對比較下就使得吸附水以及外加劑的能力相對比較強，為此影響坍落度損失也就最大，并且使得混凝土出現(xiàn)收縮問題。另外，骨科的顆粒大小也會對混凝土的狀態(tài)造成影響，降低混凝土的流動性，并且使得對于自由水的束縛能力增加。除此之外，骨科的風(fēng)化對于混凝土坍落度也會造成影響，并且這一點也常常被人們所忽視。在粗骨料選擇的時候應(yīng)該同施工條件進行緊密的結(jié)合，盡可能的利用一些比較好的石子，這樣不僅僅能夠?qū)⒂盟拷档?，同時也能夠?qū)⑺嘤昧拷档?，同時也能夠?qū)⒒炷撩谒约笆湛s現(xiàn)象較低。在細骨料選取時，應(yīng)該選取II 級級配的中粗砂以及含泥量相對比較小的砂，這樣有助于混凝土干縮的降低，有效的控制好混凝土裂縫問題。

（3）外加劑的選擇

就當(dāng)前來看，聚羧酸以及氨基等等是比較常用的外加劑類型，它們同水泥的相容效果相當(dāng)。值得注意的是只有在飽和點時外加劑才能夠?qū)⑵湫Чl(fā)揮最好，為此，對于混凝土性能而言，外加劑飽和點是一個關(guān)鍵所在，其隨著水泥用量之間有著密切的關(guān)系，性能隨著水泥用量的降低而變差。這也就需要經(jīng)過反復(fù)的實驗來確定，在應(yīng)用外加劑之前應(yīng)該檢驗其膠凝材料相容性，并且通過實驗來確定摻量。

2.3施工階段防治措施

（1）混凝土拌合控制

在拌合混凝土?xí)r，要準確的計量各種原材料，并且還要按照規(guī)定的順序來將它們投入到攪拌機當(dāng)中。并且對于拌制時間同樣需要嚴格的控制，根據(jù)機械說明的規(guī)定來說，通常都要大于90秒，混凝土當(dāng)中摻了膨脹劑以后應(yīng)該延長30秒，使其攪拌均勻即可，不需要過長的時間。完成攪拌以后，當(dāng)把它放入到運輸車時，要控制好坍落度，同時對于混凝土的和易性也要進行觀察，使其不能夠出現(xiàn)分層以及離析的問題。對于同相關(guān)的要求不符合的混凝土應(yīng)該嚴格控制好不能夠出站。

（2）澆注方法的控制

對于大體積混凝土來說，斜面式薄層澆筑是一種相對比較好的選擇，這種方式有利于通過自然流淌來形成斜坡，并且對于拌合物內(nèi)各層的水化時刻也能夠很好的錯開，使得混凝土的放熱峰值得到了分散。另外，對于澆筑混凝土的時間也要嚴格進行控制，最長不得超過初凝時間減去90分鐘。應(yīng)該從低處開始進行混凝土澆筑工作，順著邊比較長的方向沿著某一邊逐漸的推進，然后在逐層上升。在進行澆筑時，要在混凝土初凝之前進行上一層混凝土的澆筑工作，避免出現(xiàn)冷縫的問題，同時也要及時的采取有效的措施將泌水排走，當(dāng)局部的厚度相對比較大的時候，先進行深部混凝土的澆筑，3小時左右在進行上部混凝土的澆筑。另外，大體積混凝土適合采用分塊以及分層澆筑，并且對于施工縫進行科學(xué)合理的設(shè)置。在對其進行設(shè)置時應(yīng)該對施工方便、混凝土結(jié)構(gòu)特點等等方面進行綜合性的考慮。

（3）溫度控制

應(yīng)該盡可能的不在氣溫相對比較高的午間來進行施工，并且要將在大風(fēng)以及烈日條件下施工的時間盡可能的縮短，同時對于一些比較極端的天氣下也不要進行施工。在大體積混凝土施工階段，混凝土澆筑溫度應(yīng)該控制在5-30℃，內(nèi)表溫差小于25℃，內(nèi)部最高溫度小于70℃，且塊體降溫速率低于2℃/d。

（4）大體積混凝土表面處理

在完成混凝土澆筑之后的3小時左右進行混凝土的表面處理工作，首先通過標(biāo)高利用刮尺將其刮平，在初凝之前對其進行多次的碾壓操作，然后利用木模進行抹壓，等到混凝土完成收水以后，再次進行抹平工作，從而能夠?qū)⑹账芽p閉合，以后在進行灑水，通過草帶以及塑料薄膜進行養(yǎng)護工作。另外，還應(yīng)該及時的排除混凝土表面的水，可以選用灌注水泥素漿的方式來處理混凝土硬化以后表面塑性收縮裂縫，并且將其刮平，從而將混凝土表面的龜裂紋消除。

2.4養(yǎng)護階段控制

對于混凝土保濕保溫方面的養(yǎng)護所應(yīng)用的材料相對眾多，其中塑料薄膜加草帶是當(dāng)前港口當(dāng)中所使用的一種常見方法，這種方式的養(yǎng)護通常要多于一周時間，對于摻加了緩凝型外加劑的混凝土，養(yǎng)護時間要大于兩周，并且不適合利用澆水法進行養(yǎng)護，同時對于拆模時間也應(yīng)該合理的掌握，如果所需要的強度沒有達到，不能夠進行拆模工作，同時也不能進行后續(xù)相關(guān)施工操作。如果是在溫度比較低的季節(jié)，應(yīng)該盡可能在較高氣溫下進行拆除，并且做好相應(yīng)的保溫工作。如果環(huán)境同混凝土表面兩者之間的溫度差超過了15 ℃，此時應(yīng)該將拆模工作延遲。

結(jié)語

在港口大體積混凝土施工過程當(dāng)中，裂縫現(xiàn)象相對來說比較常見，這一問題的出現(xiàn)同設(shè)計、施工以及運營管理等眾多方面之間有些極其緊密的聯(lián)系，其中設(shè)計是關(guān)鍵所在，應(yīng)該進行認真仔細的驗算，對于預(yù)應(yīng)力筋以及鋼筋要進行合理科學(xué)的布置，嚴格控制施工工程當(dāng)中比較容易發(fā)生裂縫問題的相關(guān)部位，盡量的將裂縫避開或者是將裂縫的數(shù)量降低，同時也要盡量的將裂縫的寬度以及長度降低，通過科學(xué)合理的處理裂縫問題，使得它不危害工程的整體結(jié)構(gòu)，保證港口工程的整體質(zhì)量。

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TU75

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1007-6344（2017）05-0229-02

陳茂峰，男，漢族，福州，福建省融東建設(shè)工程有限公司，工程師，本科，建筑工程施工