摘要：混凝土施工中，产生水化热，易导致施工裂缝，这也是大体积混凝土最大的问题，在混凝土施工中也是需要非常注意的问题。本文从大体积混凝土施工裂缝产生的原因出发，分析了其影响因素，并提出了混凝土裂缝控制措施，以期为港口航道工程混凝土施工提供参考与借鉴。
关键词：港口航道工程；大体积混凝土；施工裂缝；控制措施
0、引言
混凝土作为建筑工程的基本材料，它的质量好坏直接的影响到工程的质量，因此施工单位在施工的时候要加强对于混凝土质量的重视。就我国而言，工程的种类是多种多样的，其中在港口口以及航道工程的建设中就大面积的采用混凝土作为施工材料，这也是其工程施工的特点之一。除此之外，港口以及航道在施工的时候对于施工的质量要求较其他工程而言是十分高的，由于其大量的使用混凝土，因此在施工的时候要加强对混凝土裂缝的控制，本文主要针对该工程大体积混凝土形成的原因进行分析，并且针对性的提出一些应对措施。
1、港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝的概述
1.1、大体积混凝土的含义
港口以及航道工程建设的特点是其使用大体积混凝土，人们可能对大体积混凝土没有什么概念，其实它之所以称为大体积混凝土就是因为它同普通建筑工程混凝土相比体积较大，一般定义混凝土结构物实体的最小尺寸不小于一米或者是当预计其会由于水泥水化热而导致混凝土内外温差过大而产生裂缝的混凝土为大体积混凝土。大体积混凝土的特点就是不按照横截面的大小定义，它是通过混凝土能否产生水化热的温度收缩应力来定义的，如果依照截面积定义的话，截面积可能会受水化热的影响，不方便作为标准，除此之外，混凝土中水化热的温度也是有限制的，它应当与外界的温度差保持在25摄氏度以外，否则都不能称之为大体积混凝土。
1.2、港口与航道工程大体积混凝土的特点
港口以及航道工程的施工和普通建筑施工不同，首先它的施工环境就有特点，其要长期在水环境下施工，这对混凝土的要求就十分严格，因此大体积混凝土就具备许多和普通混凝土不同的特点，就港口以及航道大体积混凝土来说，其主要表现在以下几个方面:
(1)港口和航道所用的大体积混凝土的特点之一是其表面积以及体积都比较大，它的结构面需要大量的混凝土材料，所需要的原料也比较多。
(2)大体积混凝土的浇筑方法同普通建筑工程相比也有很大的不同，其一般会采用分缝分量的方式进行浇筑施工，这样做的好处是可以降低单次混凝土的使用量，可以使混凝土浇筑的质量以及效率得以保障。
(3)大体积混凝土的特点之一是其内部的温度与外界温度之间的温度差比较大，而且其温度差的变化会直接的影响到内部结构的形状，如果内外存在较大温度的话，就会使混凝土养护的难度增加，因此要减小内外的温差。通常都是通过冷水冲刷混凝土表面来降低温度，减小内外温差，使混凝土便于养护。
(4)大体积混凝土的内部结构通常都是以钢筋为主要材料，一般都不会使用配筋，这是其通普通混凝土的不同点之一，这样的特殊结构使其在施工的时候更加便于操作，增加其抗震性以及抗腐蚀性。
2、大体积混凝土施工裂缝分类及产生的原因
2.1、大体积混凝土施工裂缝分类
大体积混凝土裂缝的类型有许多种，要想采取裂缝补救措施，首先要对其分类进行明确，并且还要了解混凝土裂缝形成的原因，就港口以及航道工程大体积混凝土而言，其就会在受不同的影响因素而产生不同的裂缝，具体分类如下图:
图1 大体积混凝土施工裂缝分类图
（1）按其深度不同可分为三种：贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝；
（2）按其成因不同可分为两种：结构型裂缝、材料型裂缝。
2.2、大体积混凝土施工裂缝产生的原因
混凝土施工过程中，由于自身水化热的影响，环境温度的影响及外力作用的影响下，都会导致混凝土产生裂缝，这也会对混凝土质量产生较大影响。根据分析，导致大体积混凝土出现裂缝的主要原因表现在以下几个方面：
图2 施工裂缝影响因素图
（1）温度因素影响
温度因素影响主要是指混凝土由于自身内外部温度差产生的应力导致混凝土受力不均，进而产生裂缝。对于大体积混凝土而言，由于温度差产生裂缝主要表现在三个阶段：分别为混凝土浇筑初期、拆模前后及混凝土内部温度达到最高的时期。混凝土浇筑的初期，混凝土材料会产生水化热，若产生的水化热不能及时释放出去，就会在混凝土内部聚集，导致混凝土内部温度升高，这样内部与外部的温度会产生温度差，混凝土内部的膨胀会大于外部变形，在混凝土表面就会产生拉应力，当这种拉应力超过了混凝土自身抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝；在拆模的前后，混凝土外部的温度会快速下降，而这种混凝土表面的温度骤降会产生内外温差，同样的，这种温度差产生的应力会导致混凝土开裂；第三个时期是混凝土内部温度达到最高的时期，这个时期是在混凝土浇筑之后，混凝土内部温度会先开始聚集，当外部采取降温措施时，温度则会逐渐降低，这种从温度最高到最低的变化过程，在混凝土内部就会产生温度差，由于拉应力作用，有可能会产生温度裂缝。从上述三个原因分析可以看出，其本质都是由于混凝土自身水化热变化引起的内外温差，形成温度应力导致的混凝土开裂。
（2）收缩应力影响
收缩应力混凝土裂缝主要表现在四个方面：干燥收缩、自身收缩、塑性收缩及碳化收缩。干燥收缩：混凝土硬化后，若其存在的外部环境干燥，混凝土内部的水分就会蒸发，不断地向外散发，混凝土就会因失去水分而发生由外向内的收缩变形，造成裂缝；自身收缩：混凝土浇筑之后，混凝土就会吸收大量水分，进而表现水化作用，这样混凝土内部的结构就会产生一定收缩现象，当这种收缩应力大于混凝土自身的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝；塑性收缩：是当大体积混凝土泌水量小于水分蒸发量时，混凝土表面就会产生塑性收缩。处于塑性状态的混凝土在受到外力作用时，表面会发生不均匀地开裂，裂缝出现以后，水分的散发速度会大大提高，进而产生的裂缝会进一步扩大。碳化收缩：水化水泥与二氧化碳气体之间的反应为碳化，在这个过程中不断反应，会产生混凝土裂缝。
（3）其他因素影响
温度和收缩应力是引起混凝土开裂的两个主要因素，但除了这两个因素以外，当混凝土收到外部荷载作用或化学反应时，也会引起混凝土内部结构变化，产生混凝土裂缝。
3、港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝的控制措施
混凝土裂缝是混凝土工程最为重要的影响因素，特别对于港口与航道工程，其大多是水下混凝土，混凝土裂缝问题更为重要，因此，必须根据混凝土产生裂缝的原因，认真分析，研究其裂缝产生的原因，并采取一定的措施，控制混凝土裂缝的产生，这样才能确保港口航道工程的施工质量。港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制措施主要表现在以下几个方面：
图3 大体积混凝土施工裂缝控制措施图
（1）控制原料配比。港口航道工程混凝土由于部位不同，其结构必然存在一定差异，因此，在选择混凝土原料配比时，应根据各自结构特点不同，选择所需要的水泥种类和制定合理的原料配比，只有按照科学合理的配合比进行混凝土浇筑，才能有效的保证混凝土的性能，确保各结构混凝土的质量。因此，对于混凝土的基本组成原材料，要科学合理选择，严格控制，才能在施工中避免施工裂缝的产生，保证混凝土质量。
（2）控制施工温度。混凝土施工过程都会产生裂缝，因此，在做好混凝土配合比设计的基础上，要严格做好混凝土温度控制，特别对于港口航道大体积混凝土，要从混凝土浇筑的全过程进行温度控制，包括混凝土拌制温度、出拌制机温度、运输过程中温度、浇筑过程温度、浇筑完成之后的养护等都必须做好温度控制，在整个过程中采取有效的措施控制温度变化速率和温度变化值，缩小混凝土内外的温差，时刻进行温度监控，避免混凝土产生裂缝。
（3）改善约束条件。施工中要尽量采用预应力构件以抵消混凝土内大部分的应力，使钢筋和混凝土的作用得到最大程度的发挥，减少裂缝。大体积混凝土浇筑时要分层或分块进行，通过布置合理的施工缝达到释放约束的目的。还可预留温度伸缩缝或缩短相邻部位混凝土浇筑的时间等手段降低约束作用。因此，合理的施工可有效地避免施工裂缝，并且还要积极探索新的施工工艺，尽可能地改善约束条件。
（4）加强养护力度。当大体积混凝土浇筑完成后，混凝土养护必然会有一个成型过程，在这个过程内，混凝土养护非常重要，对于避免混凝土产生裂缝具有重要的影响，在养护过程中，要确保适宜的温湿条件，避免不利的温湿变形，防止有害的收缩，从而保证大体积混凝土的施工质量，以减少施工裂缝的出现概率。
4、结语
在港口航道工程大体积混凝土施工过程中，混凝土裂缝产生的原因非常多，而且混凝土裂缝对于混凝土质量的影响也非常大，因此，对于此类混凝土的施工必须进行充分分析和研究，做好混凝土温度控制措施，实施科学、有效的控制方法，避免混凝土裂缝的产生，提高港口航道工程大体积混凝土施工质量。
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论文作者:蒋飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/15
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 温度论文; 航道论文; 港口论文; 水化论文; 《防护工程》2018年第6期论文;