朱虹

摘 要：當(dāng)前大體積混凝土在工程建設(shè)中的應(yīng)用越來越普及，在港口工程中很多大體積結(jié)構(gòu)基本都采用了混凝土構(gòu)件。但是在大體積結(jié)構(gòu)部件的施工過程中又非常容易出現(xiàn)混凝土裂縫的問題，加強對大體積混凝土裂縫的防治有利于提升工程建設(shè)的整體質(zhì)量，因此，重視混凝土裂縫問題是當(dāng)前工程施工的重點。本文對港口工程施工中大體積混凝土裂縫的類型進行分析，提出了相關(guān)的控制措施，以期能夠促進港口工程建設(shè)的有序開展，為建筑施工的質(zhì)量提供保障。

關(guān)鍵詞：港口工程 大體積混凝土構(gòu)件 裂縫

當(dāng)前在我國港口工程建設(shè)中大多數(shù)采取的都是大體積混凝土，裂縫問題可以說是港口工程的“質(zhì)量通病”。大體積混凝土的主要特點就是以大區(qū)段為單位進行施工建設(shè)，施工體積大，這種特點使得水泥水化作用時所釋放的熱量導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度逐漸升高，而由此產(chǎn)生的熱量卻無法有效釋放出來，使得混凝土構(gòu)件出現(xiàn)內(nèi)外溫差，再加之早期混凝土構(gòu)件的抗拉強度低，彈性模量小，就非常容易使混凝土出現(xiàn)裂縫，從而影響港口工程質(zhì)量。

1.港口工程施工中大體積混凝土裂縫的類型

（1）溫度變化產(chǎn)生的裂縫

①水泥水化熱的影響

水泥的細(xì)度隨著工程的施工逐漸變小，導(dǎo)致水化速度不斷變快。而在水化過程中水泥自身又會釋放一定的熱量，如果散熱不及時，就會形成內(nèi)外溫度差，從而使得混凝土出現(xiàn)收縮變形，再加之此時混凝土的抗拉能力減小，當(dāng)溫度應(yīng)力大于抗拉強度時就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

②外界氣溫變化的影響

外界氣溫的變化會使得混凝土應(yīng)力大于其初始強度的現(xiàn)象，就很容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，特別是在外部環(huán)境溫度非常高的環(huán)境下進行施工，其水分蒸發(fā)速度過快，使得混凝土體積出現(xiàn)收縮，也會產(chǎn)生裂縫。

（2）收縮裂縫

①塑性收縮。塑性收縮會加速引發(fā)開裂現(xiàn)象，特別是在水泥活性大、混凝土溫度高、水泥水分少的情況下，混凝土此時處于塑性狀態(tài)，只有稍微受到一點拉力，就會導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫，而裂縫的出現(xiàn)會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的水分不斷蒸發(fā)，于是裂縫進一步擴大。

②干燥收縮。當(dāng)混凝土出現(xiàn)硬化現(xiàn)象后，如果周圍環(huán)境較為干燥，則容易導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的水分逐漸向外流失，使得混凝土出現(xiàn)由外向內(nèi)的干縮，從而出現(xiàn)裂縫。

③碳化收縮。碳化是指二氧化碳?xì)怏w與水泥水化所產(chǎn)生的一種化學(xué)反應(yīng)，隨著碳化過程的產(chǎn)生，混凝土?xí)霈F(xiàn)一定程度的收縮。

④自身收縮?；炷磷陨硎湛s是水化引發(fā)的一種收縮變形，與溫度、濕度應(yīng)力引發(fā)的變形不同，在混凝土澆筑之后，吸收水分，以此實現(xiàn)水化作用。收縮應(yīng)力超出了混凝土原有的最大抗拉伸強度，因此會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

（3）原材料引發(fā)的裂縫

①水泥的安定性不達(dá)標(biāo)。當(dāng)水泥中含有過量的游離氧化鈣、氧化鎂或是三氧化硫時，游離氧化鈣、氧化鎂的熟化很慢。當(dāng)水泥已經(jīng)成型后它們會在成型的構(gòu)件中繼續(xù)進行熟化，從而導(dǎo)致體積出現(xiàn)不均勻的變化，比如龜裂、崩塌等現(xiàn)象。

②在施工過程中如果外加劑與水泥無法進行有效融合，摻合料的選擇不符合施工實際等，都會引發(fā)混凝土出現(xiàn)收縮。

③水泥品種的選擇也會使得混凝土出現(xiàn)收縮，比如硅酸鹽水泥的收縮情況比普通水泥大，卻又比粉煤灰水泥的收縮性小。

④水泥等級以及混凝土強度等級也是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因之一。水泥等級越高，其細(xì)度就越細(xì)，對于混凝土的影響也就越大。而混凝土的強度等級越高，混凝土的脆性也會隨之增加，裂縫產(chǎn)生的概率也越大。

（4）混凝土的坍落度過大引發(fā)的裂縫

在港口工程中，對于碼頭構(gòu)件的澆筑一般是用泵送混凝土的形式，而泵送混凝土的大坍落度則是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因之一。在構(gòu)件澆筑成型后，施工過程中采用振動迫漿時，拌合物中的骨料會在自重作用下進行下沉，而其中的水和漿體會逐漸上升。當(dāng)粗骨料在下沉過程中受到鋼筋的阻礙，會使得混凝土鋼筋內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力拉力，而當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土的初始抗應(yīng)力時，混凝土就會出現(xiàn)裂縫。

2.港口工程施工中大體積混凝土裂縫防治措施分析

（1）設(shè)計階段的防治措施

在設(shè)計初始階段，必須根據(jù)港口碼頭的工程特點對水泥等級、品種以及混凝土的強度進行合理的設(shè)計，盡可能避免使用強度高的水泥。在原料選擇過程中，要對優(yōu)良的石沙進行配置，此外，混凝土中的泥量含量也要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，充分依據(jù)施工的具體情況，對配比進行合理的設(shè)計，尤其是對混凝土坍落度的設(shè)計要通過科學(xué)的方式進行選擇，并根據(jù)施工的實際情況及時進行調(diào)整。

（2）施工準(zhǔn)備階段的防治措施

①骨料中的含泥量

粘土吸附水以及外加劑的能力相對較強，從而使得坍落度的損失也就最大。此外，骨料中的顆粒大小對于混凝土的狀態(tài)也有一定的影響，會影響混凝土的流動性，導(dǎo)致自由水的束縛能力隨之變化。此外，骨料的風(fēng)化也會對混凝土坍落度造成影響，并且這點不容易引發(fā)人們的重視。在對粗骨料進行選擇時，要根據(jù)施工條件進行，盡量選擇一些質(zhì)量好的石子，降低水量的含量以及骨料中的含泥量。而在細(xì)骨料選取時，可以選擇II級級配的中粗砂以及含泥量相對比較小的砂，能夠降低混凝土的干縮情況。

②水泥的選擇和檢驗

在水泥的生產(chǎn)過程中，有些廠家為了滿足強度和細(xì)度的要求，會選擇不斷地提高水泥的細(xì)度。但是水泥細(xì)度越小其表面積也就越大，此時，水泥中的外加劑和水的吸附性就會隨之增強。此外，混凝土坍落度的損失也會隨著水泥表面積的增加而加快。因此，水泥的細(xì)度會影響混凝土構(gòu)件的質(zhì)量，在工程開始前就必須會水泥的細(xì)度和表面積進行檢測，確保其在規(guī)定的范圍內(nèi)。

（3）施工階段的防治措施

①混凝土拌合控制

對各種原材料計量進行精準(zhǔn)的控制，將其按照科學(xué)的方式和順序放入攪拌機中，是對混凝土拌合控制的基礎(chǔ)。在每班工作中至少要對計量精度檢查2次以上，其計量控制中外加劑的范圍±5%，水泥、摻合料、膨脹劑以及水的范圍為±1%，砂石計量控制在±2%以內(nèi)。而攪拌則需要采用二次投料工藝，加料的順序為：首先將水、水泥、摻合料以及外加劑進行充分?jǐn)嚢栊纬伤酀{，攪拌時間約1分鐘，然后將骨料投入其中進行充分的攪拌。這個過程不宜采用外摻或是后摻的方法。對于攪制時間要進行嚴(yán)格的控制，一般不得少于90s。

②嚴(yán)格控制大體積混凝土的施工溫度

在混凝土制作的初期必須對大體積混凝土的溫度進行有效控制，并且需要在整個過程中都對施工溫度進行控制。在進行混凝土澆筑時，施工人員可以通過灑水、加冰等方式對混凝土的初始溫度進行控制，確?；炷羶?nèi)部的溫度與外部溫度無溫差。此外，還要對混凝土的施工時間進行合理的安排，確保最大限度的控制好其內(nèi)外部溫度。

③大體積混凝土裂縫的檢查和處理

應(yīng)對港口工程混凝土出現(xiàn)裂縫的問題，應(yīng)當(dāng)以預(yù)防為主，在施工過程中要對混凝土結(jié)構(gòu)進行檢查，明確裂縫對于工程構(gòu)件的危害，做好裂縫的防護措施。在港口工程施工中大體積混凝土裂縫主要有表面裂縫、深層裂縫以及貫穿裂縫；對于深層裂縫和貫穿裂縫則可以采用風(fēng)鎬、風(fēng)鉆以及人工處理等方式對裂縫進行鑿除，直至看不到裂縫，而鑿槽的斷面為梯形，然后再將混凝土澆筑其上。

④對混凝土施工質(zhì)量加強管理

在混凝土施工的安排上盡量做到薄層短間歇，均勻上升，切記不可對單獨一塊混凝土進行突擊澆筑后便長期停歇，在混凝土施工過程中也不允許在相鄰混凝土之間出現(xiàn)過大的高差，對于混凝土的側(cè)面要避免其長期暴露在外。在基巖上對一薄塊進行澆筑后要在短時間內(nèi)進行下一薄塊澆筑，不可停留時間較長。同時，要對澆筑時間進行科學(xué)合理的安排，在低溫季節(jié)對基礎(chǔ)混凝土進行澆筑，特別是在拱圈封拱時溫度一定要比年平均氣溫稍低。

3.結(jié)語

要想更好的確保港口工程項目的施工質(zhì)量，就必須對大體積混凝土裂縫問題進行科學(xué)合理的控制。在港口工程施工中，導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因有很多，作為施工技術(shù)人員、監(jiān)管人員要對可能存在的原因做到心中有數(shù)，采取合理的方式對裂縫問題進行控制，提高港口工程施工質(zhì)量，有效避免大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)。

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