摘要：国内外港口水泥混凝土工程结构多种多样，不同情况下的裂缝问题又各有特点，系统深入的研究各种港口水泥混凝土裂缝的发生发展机制和探讨各种裂缝的共通性与特殊性很有必要。在新世纪，尤其是我国作为港口水泥混凝土建设的大国，应当从中不断总结关于港口水泥混凝土裂缝控制的各方面实践经验，不断丰富我国港口工程建设管理技术宝库，为我国的港口工程建设做出有益的贡献。
关键词：港口施工；水泥混凝土；裂缝原因
引言
港口建设施工阶段，水泥结构部分最容易出现的质量问题就是裂缝，其会导致混凝土结构的性能下降，对于正常使用存在直接的影响。在实践中，需要加强研发，针对具体的问题采取有效的处理措施，以消除裂缝问题，全面提升工程的质量水平，满足了港口运行的实际需要。为此，在接下来的文章中，将围绕港口施工中的水泥混凝土裂缝原因方面展开分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
1.裂缝产生原因
港口工程中水泥混凝土在施工或运行期间出现许多大小不一的裂缝；是常见的通病。由于的超静定性质，虽然出现局部裂缝并不等于就失去承载能力而变为破坏机构。混凝土产生的原因是多方面的，如水化热温度升高及环境温度和湿度变化所引起的拉应力之和超过混凝土的抗拉强度，都会使产生裂缝。
1.1弯曲的裂缝
弯曲裂缝的存在主要是因为结构弯矩所导致的，弯矩过大就会产生非常严重的裂缝问题，如果在简支梁结构中的下侧部分为整个受拉区域中，也可能是在支座边缘位置上的手拉区域内，此时就会在使用中产生竖直裂缝的问题。要想避免该问题的存在，可以在结构中加入钢筋来提升其性能，达到质量要求。
1.2塑性收缩的裂缝
塑性收缩裂缝通常都是在混凝土凝结前所存在的，混凝土结构面因为水分流失速度过快而出现了收缩的问题。主要是因为混凝土结构中材料的流动性较差或者流动性过强多导致的。如果外部环境中温度超高或者有大风的作用，港口在建设过程中混凝土结构表面水分流失严重，同时在毛细血管的附近位置上的负压，进而导致了结构裂缝的存在。因此，港口工程施工的过程中所选择的材料应该避免存在该问题。材料选择的过程中，应该选择干缩性较小且强度性能比较高的材料，比如硅酸盐水泥材料等，为了提升其性能还应该加入一定量的粉煤灰，从而满足工程质量的要求。
1.3温度裂缝
温度应力影响大体积混凝土自浇筑开始，由于水泥水化热作用，混凝土内部5～8天升到最高温度，尤其是低温季节内外温差较大，会在表面产生较大的温度压力，温度应力对水工中的大体积混凝土结构来说一直是很重要的。当变形受到约束时，温度变化所引起的应力常可能超过外部荷载引起的应力。有时，仅温度变化就可能形成贯穿性裂缝，进而导致渗漏、结构整体性下降、承载力和混凝土的耐久性降低等不利影响。因此在港口水泥混凝土内可能出现较大的温度压力。温度应力也成为港口水泥混凝土的主要应力之一，是引起拉应力和港口水泥混凝土裂缝的重原因。气温变化、寒潮频袭气候条件下无有效保温措施。寒潮、气温年变化和日变化是引起混凝土港口水泥混凝土表面拉应力的主要因素。无论在北方还是南方，寒潮都是引起表面裂缝的重要因素。在寒潮袭击、气温骤变的强烈作用下，若无有效保温措施，会在混凝土表面形成很陡的温度梯度，产生较大拉应力。往往超过混凝土的抗拉强度，极易发生表面裂缝。北方由于冬季气温低，气温年变化也是引起表面裂缝甚至深层裂缝的重要原因；相比之下，气温日变化由于变化周期短影响较小。
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2.港口工程中水泥混凝土施工控制措施
2.1控制好拉应力
因还是拉应力超过了混凝土抗拉极限，适当控制拉应力是必要的。荷载应力控制。加大拱中心角可以适当减少拉应力，但过大的中心角将使拱轴线与河岸基岩等高线的夹角过小，使拱端推力过于趋于下游，对稳定不利，得不偿失。增加厚度也可以减少拉力，这是目前常用的方法，造价随之增加。这些在拱圈的最优设计中都应予以综合考虑。温度应力控制。实际工程中港口水泥混凝土裂缝大都是施工期温度拉应力引起的。防止这些裂缝，主要依靠施工期的温度控制：①改进施工工艺，降低混凝土的内部温升，减少基础温差、内外温差。严格控制混凝土温度是减少拉应力、防止裂缝的最重要措施。常采取的方法包括：分区使用水泥，减少单位水泥用量；通过冷却拌和水、加冰拌和、预冷骨科等方法降低混凝土浇筑温度，采用加大混凝土浇筑强度、仓面保温等方法减少浇筑过程的温度回升；在混凝土内埋设水管，通低温水以降低混凝土温度；薄层浇筑，均匀上升，加速混凝土热量散失，降低混凝土内部温升。②加强混凝土的养生保护面保温，抵制温度湿度造成的不利影响。施工中的混凝土，容易发生早期裂缝，其原因虽然各不相同，但大多是由于水化热温升、环境温度和湿度变化，产生较大的温度应力和干缩应力所致[1]。
2.2做好原材料配合比
优化原材料和配合比，提高混凝土综合抗裂性能妥。善选用混凝土的材料与配合比并控制好混凝土的温度升降变化，这也是减免混凝土工程裂缝的既重要呆有效的手段。具体的说，就是通过优选混凝土的材料、配合比使混凝土的绝热温升较小，抗拉强度较大，极限拉伸变形较大，热强比较小，线胀系数较小，体积变形最好是微膨胀，至少是低收缩。大体积混凝土内部温度变化很小，因此施工期混凝内主要是温度变形和化学变形。若水泥的化学变形是微量膨胀，并在时间上和降温同步，部分收缩变形将被化学膨胀所抵消，使混凝土收缩量保持在混凝土极限拉伸范围之内，则混凝土不致开裂，对温控防裂作用较好。需要指出的是：只对由外部约束作用产生的温度应力具有一定的补偿作用，而且膨胀要合适而且均匀，要注意其安定性，适当添加一些外加剂，也可有效改善混凝土性能，提高混凝土的抗拉性和抗裂性。如混凝土膨胀剂，可配制补偿收缩、接缝填充混凝土，起到抗裂抗渗的作用。该膨胀剂化学膨胀产生的限制膨胀率为，相当或略高于普通混凝土的收缩率，可收到补偿收缩的结果。根据工程及环境气候条件，在施工中合理添加。可以起到很好的抗裂效果，但需要进行试验研究并严控施工质量[2]。
2.3重视混凝土质量
加强施工管理提高混凝土施工质量，混凝土浇筑要均匀密实。薄层短间歇，均匀上升；避免突击浇筑一块混凝土，然后长期停歇；避免相邻之间过大的高差及侧面的长期暴露；避免薄块长间歇，即在基岩或老混凝土上浇筑一薄块而后长期停歇。合理安排尽量利用低温季节浇筑基础部分混凝土，拱圈封拱温度尽量低于或等于年平均气温。在气温太低的季节施工时，不要让施工面暴露在露天长期冷却；新浇筑混凝土表面要加盖保温。做好安全监控，对未能预料的裂缝及时发现，及时处理。
结论
简而言之，在港口工程中，水泥混凝土有害裂缝的存在会降低抗渗能力，严重影响结构物的使用功能和使用寿命。本文通过分析裂缝产生的各种原因及其影响因素，简明地阐述了防治裂缝产生的各种措施[3]。
参考文献：
[1]杨凤棋．港口施工中大体积混凝土裂缝的成因及防治措施探析[J].四川水泥，2017，（5）：229+260．
[2]曹瑜．浅谈港口工程施工中混凝土裂缝成因与控制措施[J].建材与装饰，2017，（21）：42－43．
[3]李进菊．高桩码头面层混凝土裂缝成因分析及裂缝控制措施[J].信息化建设，2018，（8）：130+132．
论文作者:邢海亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 应力论文; 港口论文; 温度论文; 水泥论文; 气温论文; 《基层建设》2019年第7期论文;