摘要：要想更好的确保港口工程项目的施工质量，就必须对大体积混凝土裂缝问题进行科学合理的控制。在港口工程施工中，导致大体积混凝土出现裂缝的原因有很多，作为施工技术人员、监管人员要对可能存在的原因做到心中有数，采取合理的方式对裂缝问题进行控制，提高港口工程施工质量，有效避免大体积混凝土裂缝的出现。鉴于此，本文主要分析港口工程施工中大体积混凝土裂缝的防控措施。
关键词：港口工程；大体积混凝土；裂缝
1、概述
大体积混凝土施工在水利工程中占据着极大的比重，做好大体积混凝土施工管理是提高水利工程施工质量的重要一环。大体积混凝土施工能够极大地提高水利工程的施工效率和施工质量，但是大体积混凝土施工中如未能采取有效的管理措施，极易导致裂缝的产生。水泥水化反应是混凝土强度增长的主要因素，而该反应属于放热反应，其特点为早期快、后期慢，这种情况下混凝土内部温度增长也会呈现为由快至慢的过程。通过研究表明，升温、降温、稳定是大体积混凝土温度的三个变化阶段。因大体积混凝土结构的水泥用量大，在完成浇筑混凝土之后，将有大量水化热在水泥水化过程中被释放，此时将会增加混凝土内部温度。同时，因混凝土导热性能不佳，且体积较大，散热能力不足等原因，致使混凝土水化热不断聚集，且无法快速散发，这样会不断增加其温度。当外界温度低于该温度过多的情况下，混凝土内部热量会持续传递给周围土壤及大气。在温度上升过程中，相比内部温度，混凝土表面温度较低，根据热胀冷缩的理论，混凝土膨胀速度方面，高温部位速度将快于低温部位，这种情况下两者互相约束。如某部位拉应力在混凝土极限抗拉强度以上，则会有裂缝出现于混凝土表面。
2、港口工程施工中大体积混凝土裂缝的类型
2.1、温度变化产生的裂缝
①水泥水化热的影响
水泥的细度随着工程的施工逐渐变小，导致水化速度不断变快。而在水化过程中水泥自身又会释放一定的热量，如果散热不及时，就会形成内外温度差，从而使得混凝土出现收缩变形，再加之此时混凝土的抗拉能力较小，当温度应力大于抗拉强度时就会导致混凝土出现裂缝。
②外界气温变化的影响
这种裂缝主要是指大体积混凝土内外温度差异过大导致的裂缝，导致这种原因出现的因素是水泥水化热，这种热量很容易诱发内外温差过大的情况。从实际来看，这种情况一般发生在大体积混凝土完成浇筑后的第三天，大体积混凝土在最初浇筑的时候往往会产生非常大的水化热，这个时候是非常容易诱发裂缝问题出现的。在拆模的前后阶段，也是容易出现裂缝的，这个时候的大体积混凝土内部温度最容易发生剧烈变化。再者就是大体积混凝土的内部温度达到最高，后续的降温过程也会导致内外温差过大现象的出现。大体积混凝土在最初的硬化阶段，产生的水化热很容易导致内部温度的不断增加，这就会在混凝土表面形成非常强的拉应力，如果这些拉应力不断聚集，超过了大体积混凝土的实际承受能力，这个时候裂缝自然就会出现。
2.2、收缩裂缝
①塑性收缩。塑性收缩会加速引发开裂现象，特别是在水泥活性大、混凝土温度高、水泥水分少的情况下，混凝土此时处于塑性状态，只有稍微受到一点拉力，就会导致混凝土表面出现不规则的裂缝，而裂缝的出现会导致混凝土内部的水分不断蒸发，于是裂缝进一步扩大。
②干燥收缩。当混凝土出现硬化现象后，如果周围环境较为干燥，则容易导致混凝土内部的水分逐渐向外流失，使得混凝土出现由外向内的干缩，从而出现裂缝。
③碳化收缩。碳化是指二氧化碳气体与水泥水化所产生的一种化学反应，随着碳化过程的产生，混凝土会出现一定程度的收缩。
④自身收缩。混凝土自身收缩是水化引发的一种收缩变形，与温度、湿度应力引发的变形不同，在混凝土浇筑之后，吸收水分，以此实现水化作用。收缩应力超出了混凝土原有的最大抗拉伸强度，因此会导致裂缝出现。
2.3、原材料引发的裂缝
①水泥的安定性不达标。当水泥中含有过量的游离氧化钙、氧化镁或是三氧化硫时，游离氧化钙、氧化镁的熟化很慢。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当水泥已经成型后它们会在成型的构件中继续进行熟化，从而导致体积出现不均匀的变化，比如龟裂、崩塌等现象。②在施工过程中如果外加剂与水泥无法进行有效融合，掺合料的选择不符合施工实际等，都会引发混凝土出现收缩。③水泥品种的选择也会使得混凝土出现收缩，比如硅酸盐水泥的收缩情况比普通水泥大，却又比粉煤灰水泥的收缩性小。④水泥等级以及混凝土强度等级也是导致混凝土出现裂缝的原因之一。水泥等级 越高，其细度 就 越细，对于混凝土的影响也就越大。而混凝土的强度等级越高，混凝土的脆性也会随之增加，裂缝产生的概率也越大。
3、港口工程施工中大体积混凝土裂缝的防控措施
3.1、在制造混凝土时选择合适的材料
（1）水泥。作为混凝土主要原材料，施工用水泥性能和质量是否达标，在根本上决定了混凝土施工质量。并且，如果所选水泥规格和型号不合适，在施工后会产生大量的水化放热，增大混凝土内外温度差，使得裂缝产生的可能性提高。因此在前期需要提高对水泥选择的重视，选择应用水化热偏低的水泥，并科学设计水泥用量，可以适当的应用粉煤灰来代替水泥，减少整体施工中水泥用量，避免水泥水化放热过于集中难以控制而形成裂缝。
（2）外掺料。粉煤灰为最常见的外掺料，主要目的是来降低大体积混凝土的水化热。同时适量的掺加粉煤灰，还可以在一定程度上来提高大体积混凝土的抗渗性能，对改善施工质量具有良好的辅助功能。并且，粉煤灰的应用还可以改变混凝土和易性，促使混凝土质量能够更长时间的维持均衡状态。
（3）外加剂。最为常见的外加剂为高效缓凝减水剂，不仅可以通过降低水泥用量来控制水化放热总量，同时还能够延长混凝土凝固时间，减少大体积混凝土结构体积的变化，避免裂缝的产生。
3.2、对构筑大体积混凝土的材料比例进行合理的配置
混凝土原料的配比是控制大体积混凝土质量好坏的重要因素之一，所以，在实际工程当中，工作人员要确保原料配比合适，结合相关要求和实际的工程情况进行混凝土原料配比，并严加控制。
3.3、对施工时的温度进行合理把控
首先，就是要控制好混凝土进入仓库时的温度，一般来说，夏天的时候就将入仓温度控制在27摄氏度以上，冬天就将入仓温度控制在24摄氏度以下。其次，就是要选择合适的浇筑方式，防止浇筑造成混凝土内部温度过高，进而产生裂缝。在实际的施工过程当中，最常采用的就是分层、分块地进行浇筑，并且在每层混凝土内布设散热管，当温度比较高的时候，可以通过喷淋进行养护，当温度比较低的时候，就可以待到混凝土的每一层都凝固之后，根据具体的工作情况采用蓄水养护或者是覆盖养护的方式进行内散外保，从而有效避免了因混凝土的外部和内部的温度相差过大而导致裂缝出现。
3.4、添加外加剂以防止裂缝的产生
前面说过，干燥的外界环境很可能导致裂缝的出现，尤其是在大体积混凝土凝固以后，所以在港口工程施工当中，可以适当地添加一些外加剂来防止裂缝的产生。例如，当外界环境过于干燥而使混凝土出现了干缩裂缝，这时候就可以添加YL多功能高效性防水剂，这种防水剂可以使大体积混凝土在凝固过程中进行适当的膨胀，从而实现减少水量、补偿收缩，提升大体积混凝土的密度。又如，添加有缓凝作用的药剂可以使水化放热延缓，进一步提升混凝土抵抗裂纹的性能和它的持久性，从而保持施工后期混凝土体积的稳定。
总之，大体积混凝土工程作为港口建设工程中的一个重要步骤，对于整个工程质量的高低有着重要的作用，但是在实际的施工当中，混凝土往往由于水化作用、温度、负荷率等各种原因出现裂缝，使得港口建设工程的质量受到威胁，所以，在进行施工时一定要做好相关的防止裂缝出现的措施。一方面，工作人员要严格控制施工温度，避免因内部温度过高导致混凝土膨胀进而出现裂缝；另一方面，在进行混凝土浇筑时要选择合适的施工材料，并且对原料进行合理的配比，然后根据工程的具体情况选择适当的浇筑方式，通过这些方式才能有效降低裂缝的出现率，提高港口工程的建设质量。
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论文作者:任挺,吕鸣涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/2
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 水化论文; 水泥论文; 温度论文; 港口论文; 《基层建设》2019年第15期论文;