關于港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫問題的探討

張瑋

摘要：在混凝土施工中，混凝土出現裂縫是一個普遍的現象，港口與航道工程因其在經濟發展中的重要地位，應盡量避免其大體積混凝土裂縫問題的出現。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，針對大體積混凝土施工裂縫的控制問題進行了論述。

關鍵詞：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目建設的不斷加多和加快，大體積混凝土在其中的應用變得越來越廣泛。與普通混凝土施工類似，港口與航道工程大體積混凝土施工也會產生裂縫問題，而且施工裂縫的成因較多，無論是混凝土內部收縮，還是外部溫度變化以及外力作用，都可能引發大體積混凝土的裂縫現象，影響港口與航道工程的質量與使用性能。大體積混凝土施工裂縫作為施工過程中最常見的工程質量問題，在施工過程中必須給予足夠的重視，采用科學的施工方法，嚴格施工管理，加強大體積混凝土養護，就可以降低混凝土溫度應力和提高混凝土本身抗拉性能，極大程度的預防和控制港口工程中的大體積混凝土裂縫的出現，確保工程質量。

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，混凝土會吸收水分從而實現水化作用。在此情況下，混凝土內部結構發生收縮，當收縮應力值超過混凝土的最大抗拉強度，那么，混凝土結構將產生裂縫現象。在大體積混凝土施工中，由于混凝土體積與總量都比較大，收縮應力也將相應地增大，因此，其發生收縮裂縫的概率也比較大。

1.2 溫度是導致混凝土裂縫的主要因素，在大體積混凝土施工過程中，需要嚴加控制混凝土內外溫差。混凝土水化過程會產生大量的熱能，這些熱能被困于混凝土內部，導致混凝土內部溫度逐漸上升。一旦混凝土外部溫度與內部溫度相差過多，難免會引發混凝土裂縫問題。另外，混凝土在成型過程中，其內部抗拉能力較差，不能有效地抵抗由于溫度變化引發的應力，因此，這也是產生施工裂縫的原因。

1.3 除了收縮與溫度兩個因素之外，還有其他的因素，如外部荷載、化學反應等都能夠引發大體積混凝土施工裂縫。在混凝土未完全成型前，即施加超標的荷載，或者混凝土內部各種堿骨料相互發生化學反應，導致混凝土內部結構改變，體積增加，也將引發施工裂縫。

的合理配比，是提高混凝土性能的關鍵，同時也是保證混凝土質量的重點。因此，在港口與航道工程大體積混凝土施工過程中，技術人員必須結合港口與航道工程的實際情況，按照相關標準制定科學、合理的混凝土原料配比，并指導施工人員進行有效的攪拌與養護，從而為控制施工裂縫提供基礎。

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，要在達到混凝土強度等級的基礎上，對混凝土的水灰比進行控制。施工時，做好水灰比的計量工作，降低混凝土中水的使用量，進而避免混凝土出現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

水泥在水化反應過程中，會釋放大量的熱量，導致大體積混凝土的溫度升高，混凝土表面出現收縮裂縫。這種情況和水泥的種類以及混凝土的使用量有較大的關系。綜合考慮，本工程使用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥。基礎混凝土的使用量為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，要優先選擇自然連續級配的粗骨料。為了防止出現離析的情況，不宜選擇顆粒直徑較大的粗骨料。本工程施工過程中，選擇6～40mm連續級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。

2.1.4細骨料的選擇

細骨料宜選擇質地良好的中、粗砂，細度模數保持在2.7～2.9。適當降低水和水泥的使用量，使用質量良好的中粗砂。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度模數為2.8，將含泥量控制在2%左右。

2.1.5選擇外摻料

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

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，延長混凝土的凝固時間，降低水化速度，進而避免混凝土表面出現收縮裂縫。本工程施工時選擇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，根據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程中的外界問題。因此，施工人員可以在混凝土澆筑過程中，以撒水、加冰等方法降低混凝土初始溫度，使混凝土內部溫度與外界溫度相接近，避免施工裂縫產生。另外，合理安排混凝土施工時間，最好是在夜間施工，這樣有利于混凝土內外溫度的控制。在混凝土成型后期，施工人員可以以人工控溫的形式，在混凝土表面加設保溫材料等方法，保證混凝土內外溫差保持在允許范圍內，避免混凝土內部收縮應力過大而引發施工裂縫問題。

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鍵。因此，施工人員必須按照施工規定，合理選擇適宜的施工技術，并積極探索創新的施工方法，盡量避免混凝土應力集中情況。同時，還可以預留溫度伸縮縫，以減少混凝土結構溫度約束，有效降低產生施工裂縫的概率。

2.4養護措施

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護，避免混凝土過高的溫度應力。夏季氣溫較高，應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注意模板拆除時機

采取長時間的混凝土養護，拆除模板或撤除保溫防護后，如表面溫度驟降，混凝土就可能會產生龜裂，只有當混凝土任何部位的溫度都處于逐漸下降狀態時，才能撤除保溫防護。大體積混凝土不能降溫過快，因為當混凝土內外存在溫差時，表面驟冷的混凝土產生裂縫的可能性很大。規定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發揮混凝土的“應力松弛效應”。

2.4.3控制好內外溫差

加強測溫和溫度監測與管理，實行信息化控制，隨時控制混凝土內的溫度變化，內外溫差控制在25℃以內，基面溫差和基底溫差均控制在20℃以內，及時調整保溫和養護措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大，以有效控制有害裂縫的出現。

3.結束語

港口和航道混凝土使用過程中的裂縫現象產生的原因有很多種，例如混凝土內外溫度差異，以及混凝土內部收縮壓力等等。尤以引起我們注意的就是，要掌握專業知識技能，要從當地的具體實際地理環境出發，施工技術人員要遵從科學合理的技術流程和國家規格標準進行施工。并且，在大面積的混凝土成型使用階段，要注意定期的養護工作，將工作的細節落到實處，制定出具體的養護和周期執行計劃，采取積極有效的防護措施，避免裂縫的侵襲，最大限度的延長混凝土港口和航道的使用年限，為未來混凝土的大面積使用奠定良好的基礎。

參考文獻：

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