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港口工程中混凝土裂缝控制措施探讨

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【摘要】港口工程是我国当前工程建设的重要项目之一,混凝土作为港口工程重要的原材料,其质量问题受到了越来越广泛的关注。混凝土施工裂缝是目前港口工程施工中最常见的质量问题。论文主要对裂缝的成因以及相应的控制措施进行了探讨,以期进一步提高港口工程的施工质量,促进港口工程建设事业的发展。

【关键词】港口工程;混凝土裂缝;成因;控制措施

1引言

在港口工程项目中,根据构筑物规模的不同,可以将混凝土分为大体积混凝土以及一般混凝土两种。在实际施工中,根据不同区域的用途,其所用的施工技术也有所不同。混凝土施工裂缝的存在严重制约了港口工程的建设发展,近年来,行业内针对混凝土施工裂缝的问题也给予了更多的研究,探讨有效的混凝土施工裂缝控制措施具有非常重要的现实意义。

2港口工程大体积混凝土的施工特点

大体积混凝土主要是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。港口工程施工过程中,需要的混凝土多数是大体积混凝土。大体积混凝土的特点主要表现在以下几个方面:(1)混凝土本身体积较大,因此,其结构断面使用的混凝土量也较大;(2)浇筑方法不同。为了避免混凝土结构内外温差过大导致裂缝的产生,提高混凝土脚趾的质量和效率,大体积混凝土一般采用分缝、分量的方式浇筑;(3)受外界环境因素影响较大,尤其是温度,结构内外温差较大时,很容易导致裂缝的产生。

3混凝土裂缝的成因

3.1混凝土结构

内外温差混凝土材料的厚度、水泥含量及类别、使用温度等都是导致混凝土裂缝产生的主要原因,其中混凝土内外温差是导致其裂缝产生的最主要原因。在实际的施工过程中,合理控制混凝土的内外温差是降低混凝土施工裂缝产生的有效手段。混凝土自身的导热性较差,浇筑初期,混凝土的弹性模量和强度都很低,对于水化热急剧温升引起的变形约束不大,温度应力也就较小。随着混凝土龄期的逐渐增长,弹性模量和强度相应提高,对混凝土降温收缩变形的约束愈来愈强,即产生了很大的温度应力,当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时,就会产生温度裂缝。

3.2混凝土的收缩

混凝土自身的收缩也是当前常见的一种产生裂缝的原因。一般而言,根据混凝土收缩形式的不同可将混凝土裂缝分为塑性裂缝、干燥裂缝以及自身收缩裂缝等。如果混凝土的外部环境过于干燥,那么在混凝土硬化之后其内部水分就会蒸发,水分的大量散失,导致内部与外部产生相对收缩变形,进而产生裂缝。混凝土内部与外部水分的过量蒸发会导致混凝土干燥裂缝以及塑性裂缝的产生。另外,当混凝土外部温度过高或水泥的活性过大时,也会使混凝土表面产生裂缝。

3.3施工条件和施工工艺

在港口工程施工过程中,如果施工工艺或施工条件发生变化,很容易造成混凝土结构裂缝的产生。如外界环境变化,包括环境温度和湿度等,会导致混凝土结构内部产生温度应力,当温度应力大于混凝土的抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝。因此,在港口工程施工过程中,必须要注重施工条件的变化,并严格按照施工工艺要求进行施工,以避免因外界因素影响导致产生裂缝。

4港口工程中混凝土裂缝控制措施分析

4.1优化设计

结构设计阶段是有效防止混凝土施工裂缝产生的关键时期,这一过程对设计人员的专业水平以及综合素养提出了更高的要求。设计时,设计人员要灵活处理好混凝土“抗”与“放”的关系。“抗”是混凝土构件在外力的作用下会产生一定的形变,要防止混凝土裂缝的产生就必须采取必要的措施控制混凝土的形变量。而“放”主要是指在没有特定约束力环境下的混凝土构件没有足够的变形空间,此时也需要采取一定的措施防止混凝土裂缝的产生。进行混凝土结构设计时,应避免混凝土因结构断面发生突变而导致应力集中问题。设计人员可以在结构设计时引入相应的补偿机制,降低混凝土因形变而产生裂缝的概率,进而实现混凝土抗裂。

4.2合理控制原料的质量

原材料是影响工程项目施工质量的关键因素,因此,在港口工程施工中,必须严格把控混凝土材料的质量,尽量选择符合工程需要的水泥种类以及强度级别。在施工过程中,选择碎石和砂石等材料时,要保证与水泥的级别相符合。施工中要注意严格按照相应的施工技术规范进行配比设计,并按照工程的实际需要选择合适的添加剂。如果施工过程中需要使用膨胀剂,则必须对其性能进行试验验证,以保证其满足工程施工质量的要求。

4.3做好施工过程中的温度控制

工作温度控制是防止混凝土裂缝产生的关键。在夏季施工时,浇筑混凝土时必须严格把控浇筑层的厚度。只有控制好浇筑层的厚度才能保证混凝土结构具备良好的散热性能,这样可以有效降低大范围温度裂缝的产生。在实际施工过程中,其温度控制主要可以从以下方面入手:(1)改善骨料级配,可以选用干硬性混凝土,同时掺入混合料。另外,可以采用添加引气剂或塑化剂等措施减少混凝土施工过程中的水泥用量;(2)进行混凝土拌和时,可以通过加水的方式将碎石冷却,进而有效降低混凝土的浇筑温度;(3)将水管埋设在混凝土中,向其中通入冷水,实现混凝土的人工降温;(4)要合理确定拆模时间,外界气温骤降时,要采取必要的表面保温措施,防止混凝土因外界温度变化而产生急剧的温度梯度;(5)在冬季寒冷季节进行施工时,对于长期暴露在外的混凝土块表面或薄壁结构要采取必要的保温措施。在水泥的选择上要尽量选择用低水化热品种的水泥。

4.4加强混凝土施工的养护力度

养护工作是混凝土施工以及浇筑过程中非常重要的环节,及时跟进养护是保证混凝土施工质量的重要环节,技术人员应定时、定标、定量、定质地完成混凝土的养护工作[1]。对混凝土进行养护,一方面是为了防止混凝土水分的流失,保证水泥的正常水化;另一方面是为了防止混凝土表面温度突变造成混凝土产生收缩或裂纹。在实际施工中,混凝土养护工作需要注意以下几点:(1)适时养护。在实际施工中,为防止混凝土中的水分蒸发,可以采取一边浇筑一边覆盖的方式。通常情况下,常用的方法是用塑胶袋包裹其表面,将混凝土密封起来,也可以用土工布、麻袋、棉毡等材料覆盖混凝土结构进行保湿。养护工作要及时,混凝土浇筑完成后,必须立即进行养护,保证在混凝土硬化早期,特别是7d前的养护到位;(2)测温控制。大体积混凝土施工时,要提前埋设测温探头,对内部温度进行监控。当外部气温大幅变化时,要采取保温措施,保证混凝土的内外温差控制在设计要求范围内。

5结语

混凝土是港口工程项目施工中的重要施工材料,其施工裂缝问题必须引起相关工作人员的重视。技术人员需要对混凝土裂缝的产生机制进行深入分析,研究不同裂缝之间的共通性以及特殊性,不断总结港口工程施工裂缝控制的实践经验,推动港口工程建设的发展。

【参考文献】

【1】李昂,冯琦.港口工程施工中大体积混凝土裂缝预防控制[J].四川水泥,2016(5):199.

作者:佘彦浩;仇静 单位:中交第二航务工程局有限公司

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