蒋波
中铁广州工程局集团港航工程有限公司 广东广州 510000
摘要：港口与航道工程产生大体积混凝土结构裂缝的原因具有综合性及复杂性，有可能是一种类型的裂缝，也有可能是多种类型的结合物。与混凝土极限抗拉强度，大体积混凝土收缩产生的拉应力大于该值时，则会有裂缝产生于混凝土表面。除此之外，因收缩、膨胀和约束间的作用力呈反比关系，则会出现应力，从而产生裂缝。在众多原因中，最主要的还是由于水泥水化热产生的温度变化。本文基于港口与航道工程大体积混凝土施工中的裂缝问题及控制分析展开论述。
关键词：港口与航道；工程；大体积；混凝土施工；裂缝问题；控制分析
引言
随着社会经济的发展，国内建筑施工水平逐步提高。大体积混凝土以其施工方便的优点在水利工程中得到了广泛的应用。大体积混凝土施工技术虽然日趋成熟，但其裂缝问题一直是未解决的技术问题。大体积混凝土裂缝的主要原因是温度应力的影响。水泥水化热和内外温差会引起大体积混凝土开裂。在港口和航道工程中，由于环境水的影响，大体积混凝土的水化热较高。采用合理的方法控制混凝土的温度，减少内外温差，减小温度应力。
1大体积混凝土的主要特点分析
大体积混凝土，一般来说体积都会显得比较大，整体的结构断面的最小厚度都要达到80cm的尺寸，结构通常来说较为厚实，由于混凝土的量会大，因此对于施工技术方面要求也会比其他的更高，同时由于水泥在水化热的阶段通常释放会集中，一般温度要高于25°，由于温度的原因导致结构物会更容易发生变形的情况。因此，想要让混凝土整体性能够不遭受这些因素的影响要不断对施工的工艺以及手段进行更新，也要不断的提升对于后期的维护保养工作的重视程度。
2大体积混凝土裂缝的产生原因分析
2.1水泥水化热
当水泥碰到水时就会产生化合反应，而化合反应的整体工程中会不断的释放热量，而大体积混凝土的表面系数通常来说会比其它的混凝土显得更小，而结构的断面厚度则相对较大，因此这些水泥水化热过程当中所产生的热量就很难散发出去，当在大体积混凝土内部聚集了大量的热量就会产生裂缝，混凝土的含水量也与会对其造成一定程度的影响。而水泥的品种则会对一定时间内的水化作用所释放出来的热量造成的影响。混凝土内部温度最高的时期就是在进行浇筑工作后的2-6天以内。这些都可能使得大体积混凝土出现裂缝的情况。
2.2混凝土的收缩变化情况
在混凝土当中，25%的水分是水泥硬化所需要的量，而剩余的水分则会因为混凝土的表面热量而蒸发掉，当出现多余的水分蒸发的情况就会导致混凝土的体积开始收缩，当混凝土出现收缩的情况时，当处于水饱和的状态下，还可能会出现膨胀恢复至原有的体积的情况。混凝土的体积会随着干湿交替而发生变化，对于混凝土的质量会造成严重的影响。而水泥的品种、外加减水剂以及掺合料的品种还有施工工艺等等都会对混凝土的收缩情况造成一定程度的影响。
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3.港口与航道工程大体积混凝土施工中的裂缝控制措施
3.1严格控制施工温度
（1）温控指标规定，混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；混凝土浇筑体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于251℃；混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d。（2）温控措施，除上述配合比原材料的控制方法外，还有几点需要注意：浇筑混凝土前用深井水冲洗碎石让其冷却；采用深井水作为拌合用水；在罐车、地泵管等输送工具表面包裹吸水材料并不断洒水降温。为减少大面积混凝土裂缝，施工中要严格控制温度，控制好混凝土的初始温度和逐渐成型时的温度。全面监测外界环境温度的变化，控制好混凝土成型的整个过程。施工人员可以通过洒水、加冰等方式，在施工中控制混凝土的初始温度，使其保持在一定的范围内，避免内部和外部的温差过大。混凝土浇筑尽量在晚上进行作业，夜间的温度相对较低，混凝土的温度也相对低，内外温差不会过大，减少出现裂缝的可能性。
3.2优化施工条件
港口与航道工程大体积混凝土施工中，裂缝的出现与许多客观原因有关，相关人员要优化施工条件，合理安排施工流程，防止出现裂缝。制定严格的施工规范和工序，施工人员要遵守相关规范和操作工序，预防混凝土内部应力集中的问题，降低裂缝的几率。在大体积混凝土施工中，要积极探索新技术，加强对工作人员的培训，提高综合素质和专业技能，严格按照各种流程执行，保证施工质量。
3.3改善约束条件
为了改善大体积混凝土施工中的约束条件，充分体现混凝土和钢筋的作用，应采用预应力构件来抵消混凝土中存在的应力，防止裂缝的产生。在施工中，大体积混凝土可分层或分区，施工缝可有效布置，混凝土内部约束可充分释放，并可预留一定数量的温度收缩缝，以减少内部约束。或减少相邻混凝土施工中的时差，也可减少内部粘结力。通过改善施工约束条件，科学合理地施工，可以控制裂缝。此外，在港口、航道工程大体积混凝土施工中，应不断探索有效条件，解决施工中存在的问题。
3.4材料选择
（1）选取P．O42．5水泥。本工程可选取C35标号混凝土，水泥标号高，可起到减小水泥用量的目的。相比P．O32．5水泥，可大幅度减小单位体积混凝土内产生的水化热。因当地更低水化热矿渣水泥销售较少，为此选择有限。（2）掺入粉煤灰及高效减水剂。水泥可通过少量粉煤灰替代，这样可通过减少水泥用量的方式，达到减小水化热的作用，同时还能对混凝土的和易性加以改善。除此之外，还能适量增加胶凝材料，以此降低水分蒸发后产生的孔隙量，且能起到降低成本的目的。高效减水剂的掺加，可降低混凝土单位用水量，与设计稠度要求相符。同时混凝土和易性的有效提升，不仅符合泵送需求，还能增加凝结时间，减少水化热，避免裂缝产生。
3.5采用外加抗裂防水剂（HEA）和高效缓凝减水剂。
混凝土中加入抗裂防水剂HEA，占胶凝材料的8%（实际掺量由试拌确定）。随着抗裂防水剂HEA的加入，混凝土产生的膨胀应力可以抵消混凝土的部分收缩应力，从而提高混凝土的抗裂强度。高效缓凝剂和减水剂（实际用量由试验确定）能有效延长混凝土的凝结时间，减缓水泥的水化反应，降低水泥的水化放热率，减缓水化放热率有利于散热，从而降低混凝土内部温升。混凝土和坍落度损失。
结束语
分析港口与航道工程大体积混凝土裂缝原因，如何在各个环节中有效组织和控制大体积砼的裂缝，把握重点环节，港口与航道工程项目大体积混凝土基础施工实践证明，针对不同施工条件下采取的降低混凝土水化热的方案可控制混凝土表面裂缝及贯穿裂缝的出现，保证了大体积混凝土的施工质量。真正的做到了优质、高效、节约、可行。
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论文作者:蒋波
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第1期
论文发表时间:2019/9/3
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 水化论文; 温度论文; 水泥论文; 航道论文; 《建筑细部》2019年第1期论文;