分析港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制

刘李根

摘要：随着现代交通的不断发展，交通运输的工具不断朝着现代化、快速化、科技化的方向发展，因此，港口和航道工程的施工质量水平也必须不断的提高。本文就港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝进行分析、控制。

关键词：港口与航道工程；大体积混凝土；施工裂缝；控制措施

一、港口与航道工程大体积混凝土的特点

一般来说，当混凝土的体积足以影响混凝土的水化热变化（混凝土内外温差达到25℃），这样的混凝土才被称为大体积混凝土。在施工港口与航道工程过程中，由于受到环境水的作用的施工工程，所以，多为大体积混凝土使用在工程当中，这类混凝土的自身特点突出。具体来说，由于块体较大的大体积混凝土，所用混凝土总量在其结构端面也较大；与混凝土建筑工程浇筑方法不同，大体积混凝土的浇筑在港口与航道工程中大部分以分缝分量的方法进行，使得单次混凝土用量减少，混凝土浇筑的效率与质量从而有效提高；对大体积混凝土外界温度的影响，在混凝土中尤其是内外温差较大情况下，将发生不同程度的变化在混凝土内部结构，这就使得混凝土养护的难度加大，为了降低混凝土表面温度通常施工人员利用水管以冷水来操作，从而达到养护的要求；另外，多是以构造筋为主，在大体积混凝土内部，很少加设配筋，这样有利于保证港口与航道工程大体积混凝土的抗腐蚀性能、抗渗性等。

二、港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝的成因

与普通混凝土施工类似，港口与航道工程大体积混凝土施工也会产生裂缝问题，而且施工裂缝的成因较多，无论是混凝土内部收缩，还是外部温度变化以及外力作用，都可能引发大体积混凝土的裂缝现象，影响港口与航道工程的质量与使用性能。

1、水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量.而大体积混凝土结构断面较厚.表面系数相对较小，因此水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高.使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热。与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关。并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，但内部的最高温度多数发生在浇筑后的最初3～5天。然后开始缓慢降温。

2、温度应力引起裂缝（温度裂缝）

温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。温度裂缝的产生可分为以下三种情况：混凝土浇注初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度，这就形成了较大的内外温差，造成混凝土内部膨胀高于外部，此时混凝土表面将受到很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度很低，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗拉强度时，就会导致混凝土裂缝（这时的裂缝一般为表面裂缝）；在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生（这时的裂缝一般为表面裂缝）；当混凝土内部达到最高温度后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差，这种温差将在混凝土内部产生拉应力，若拉应力超过当时的混凝土抗拉强度时，就会导致内部裂缝的产生。在以上三种温差中，较为主要是由水化热引起的内外温差。

根据温度应力引起的原因可分为两类：

（1）边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。

（2）结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。

3、除了这两个因素之外，能够引发大体积混凝土施工裂缝的因素还有如化学反应、外部荷载等。施加超标的荷载，在混凝土未完全成型前，或者各种碱骨料在混凝土内部相互发生化学反应，引起混凝土内部结构发生变化，增加体积，也会导致施工裂缝。随着混凝土大量水初期化热的逐渐散去以及后期自由水在混凝土内的蒸发，在不受外力的情况之下混凝土，会自行的产生收缩变形在硬结的过程中，而其内部的钢筋等约束对这种收缩变形则会有效地抵制，在混凝土的内部从而使得产生了相应的拉应力，当超过的拉应力强度不在混凝土所容许的拉应力之时，则引起裂缝的产生。

三、港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制策略

在港口与航道工程大体积混凝土施工过程中，施工人员必须提高对施工裂缝的重视，积极分析引发施工裂缝的因素，并结合实际情况，以“预防为主、治理为辅”作为原则，制定各项科学、合理的施工裂缝控制方案，实施行之有效的施工裂缝控制措施，以最大程度地降低施工裂缝产生的概率，保证港口与航道工程大体积混凝土施工的质量。

1、采取科学、合理的温控措施

为了有效地保证大体积混凝土不会开裂，在优化混凝土配合比的基础之上，还必须得严格的控制其原材料的温度。我们在施工的过程之中，将混凝土的入仓温度，夏季就控制在26.5℃以上，冬季则是控制在23℃以下。值得注意的是，其采取一个科学、合理的浇筑方式，比如，采用分层分块的浇筑，并采取每层混凝土内部埋设散热水管的措施，当外部气温比较高的时候，采取覆盖喷淋养护的措施，气温比较低的时候，在各层混凝土的顶面等到终凝之后，再依据施工的情况来采取蓄水养护或是麻袋覆盖养护的内散外保措施，来防止因为内外温差过大而产生的温度应力所造成混凝土表面的开裂。

2、正确选用粉煤灰

正确选用粉煤灰，不但可以有效地减少水泥用量，降低其成本，而且还能降低混凝土的水化温升，同时能配制出利于泵送的混凝土，对施工来说相当的有利。粉煤灰中的玻璃体是与Ca（OH）2反应而产生胶凝性的，而粉煤灰的球形玻璃体是比较稳定的，表面又是相当的密致，所以就不容易水化，导致混凝土的温升随之也会受到一定的影响，对保证混凝土不开裂具有非常有利的作用。其中，粉煤灰中含有較多的SiO2，Al2O3，并与Ca（OH） 2化合能力也比较强。

3、改善大体积混凝土施工的约束条件

港口与航道工程大体积混凝土安排合理的施工工序，也是对施工裂缝有效避免的关键。因此，必须按照施工规定，施工人员对适宜的施工技术合理选择，并对创新的施工方法积极探索，混凝土应力集中情况尽量避免。同时，为了减少混凝土结构温度约束，还可以预留温度伸缩缝，产生施工裂缝的概率有效降低。

4、加强大体积混凝土施工的养护力度

混凝土浇筑过程以及成型过程的养护工作是极其重要的，施工人员必须时刻注意混凝土表面温度，在混凝土表面覆盖不同厚度的草垫或者控制洒水量等措施来减少干缩，避免施工裂缝产生。另外，施工人员必须在规定的时间内进行养护，切勿忽视养护工作，一般来说，混凝土养护时间应该控制在两周以上。

结语：在港口与航道工程大体积混凝土施工过程中，大体积混凝土施工裂缝的控制是施工管理中最为重要的一项工作，因此，相关施工人员必须提高对大体积混凝土施工裂缝问题的重视，积极分析施工裂缝的成因，并针对不同的裂缝情况提出不同的控制策略，以最大程度地避免施工裂缝，提高施工质量。

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