摘要：大体积混凝土裂缝问题是港口与航道工程施工中的一个常见的质量问题，受各方面因素的影响，裂缝问题不能得到有效的解决，这甚至成了制约港口与航道工程大体积混凝土质量的关键因素。本文针对港口与航道工程大体积混凝土裂缝问题，着重对大体积混凝土裂缝产生的原因及控制措施进行了探讨。
关键词：港口与航道工程；大体积混凝土；裂缝；产生的原因；控制措施
前言
混凝土是建筑施工中一种非常重要的施工材料，混凝土的施工质量对工程质量有很大影响。在港口与航道工程中，大体积混凝土被广泛使用，大体积混凝土在施工过程中很容易出现裂缝，影响施工的质量。为了有效地控制贯穿性有害裂缝的出现和发展，施工人员必须提高对裂缝的重视程度，积极分析引发裂缝的因素，并结合实际情况，以“预防为主、治理为辅”为原则，制定各项科学、合理的裂缝控制方案，实施行之有效的裂缝控制措施，以最大程度的降低裂缝产生的概率，保证港口与航道工程大体积混凝土施工的质量。
1.港口与航道工程大体积混凝土施工特点
在港口与航道工程中，一般现浇的连续式结构和长、宽、高尺寸相近的大型实体预制构件等容易因温度、收缩应力引起开裂的混凝土，通称为港口与航道工程大体积混凝土。
在港口与航道工程施工过程中，由于受外界的因素影响较大，这也增加了大体积混凝土施工和管理的难度。由于大体积混凝土的体积较大，所以其所用的混凝土总量也较大，大体积混凝土的浇筑多是以分段分层的方法进行，以减少单次混凝土浇筑量，从而有效提高混凝土浇筑的施工质量。外界温度对大体积混凝土施工质量有一定的影响，尤其是在混凝土内外温差较大情况下，对混凝土施工质量的影响比较大。
2.港口与航道工程大体积混凝土裂缝产生的原因
港口与航道工程大体积混凝土的开裂，从根本上说是由于混凝土结构与结构之间、结构与基础之间或结构的不同部位之间的温度应力超过混凝土的抗裂能力而产生的。
港口与航道工程大体积混凝土产生裂缝问题的原因较多，混凝土内外温差、水泥水化热、约束条件、混凝土收缩以及养护不周等，都可能引发大体积混凝土产生裂缝现象，进而影响工程的质量。
2.1混凝土内外温差
混凝土在施工过程中，由于水泥水化热作用，会产生大量的热量，由于大体积混凝土体积较大，内部热量不易散失，但是外部的混凝土由于与空气接触，热量容易散失，这就导致混凝土内部与外部有较大的温差。过大的内外温差会使混凝土内部出现较大的温度应力，当混凝土产生的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生裂缝。裂缝的产生可能发生在混凝土的升温阶段，也可能发生在降温阶段。因此，温度应力是导致大体积混凝土出现施工裂缝的主要原因。影响混凝土内外温差的主要因素有混凝土体积、水泥用量、水泥品种、浇筑入模温度及环境温度等。混凝土体积越大，单位体积水泥用量越大，水泥水化热越高，浇筑入模温度越高，形成的温度应力就越大，产生裂缝的可能性就越大。因此，防止大体积凝土出现裂缝最根本的措施是控制混凝土内外温差。
2.2水泥水化热
水泥在水化过程中要释放出一定的热量，由于大体积混凝土水泥用量较多，混凝土结构表面系数相对较小，水化热产生的热量聚集在结构内部不易散失，导致结构内部温度升高，以至于温度越积越高。水泥水化热与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长，内部的最高温度多数发生在浇筑后的3～5天，然后开始缓慢降温。
2.3约束条件
当结构发生变形时，不同结构之间或同一结构的不同部位之间，因变形量的不同，可能产生相互之间的影响或制约，称之为“约束”。大体积混凝土由于温度变化产生变形，这种变形受到约束产生应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，结构便出现裂缝。
在混凝土的升温阶段，由于新浇注的混凝土会出现体积膨胀现象，因受到约束而产生受压的温度应力，但由于此时龄期较短，混凝土的弹性模量较低，所以其压应力值较低。而在混凝土的降温阶段，由于新浇筑的混凝土体积产生收缩，因受到约束而产生受拉的的温度应力，当此拉应力超过混凝土的抗拉强度时，便会出现裂缝。
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2.4混凝土收缩
混凝土收缩主要包括四个方面，一是塑性收缩，二是自身收缩，三是碳化收缩，四是干燥收缩。由于混凝土发生收缩后，将产生拉应力，当拉应力大于同期混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状无规则。
2.5其它因素的影响
内外温差及混凝土收缩等都属于大体积混凝土产生裂缝的内部因素，但一些外部因素也是引起大体积混凝土产生裂缝的重要因素，如外部荷载、化学反应等。在混凝土还未完全成型的初期阶段，外部荷载过大会引起混凝土发生变形，混凝土各种骨料之间会发生多种化学反应，也会导致混凝土内部结构发生改变，进而产生裂缝。
3.大体积混凝土裂缝控制措施
3.1选择合适的原材料
大体积混凝土宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥或中低热硅酸盐水泥等，不宜使用早强水泥。大体积混凝土宜掺入粉煤灰、粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料。大体积混凝土宜选用粒径较大、线膨胀系数较小的粗骨料，其含泥量和泥块含量要满足相应的要求。细骨料宜采用级配稳定的中粗砂，其含泥量和泥块含量要满足相应的要求。减水剂宜选用缓凝型高效减水剂，其中缓凝成分不应为糖类。
3.2合理的进行混凝土配合比设计
合理的进行混凝土配合比设计，是提高混凝土性能的关键，同时也是保证混凝土质量的重点。在港口与航道工程大体积混凝土配合比设计中，应结合港口与航道工程的实际情况，按照相关标准确定科学、合理的混凝土配合比。大体积混凝土配合比应能满足设计与施工的要求，并按照绝热温升低、抗裂性能良好的原则进行优化确定。在满足工艺要求的条件下，要选择较小的塌落度和较小的砂率。
3.3施工中应采取的相应措施
大体积混凝土施工中应注意控制混凝土的浇筑温度。热天施工时，可采用降低水泥和骨料的温度，采用低温水进行拌合等措施。冷天施工时，可采用料场进行遮盖和拌和水加热等措施。大体积混凝土应采取措施降低混凝土内部的最高温度，可采用降低浇筑温度、掺入缓凝剂、分层施工、埋设冷却水管等措施。大体积混凝土应由搅拌站集中搅拌，混凝土浇筑前，应检查冷却水管和测温元件等的可靠性。在炎热天气浇筑大体积混凝土时要尽量的降低浇筑厚度，通常浇筑厚度控制在500毫米以内，以便混凝土的热量能及时散出。
3.4合理设置大体积混凝土施工缝
大体积混凝土宜分层、分块进行浇筑，应合理设置施工缝。在岩基或老混凝土上浇筑新混凝土结构时，纵向分段长度应不大于15m。在底板上连续浇筑墙体结构，墙体上的水平施工缝应设置在墙体距底板顶面不小于1m的位置。对不宜设置施工缝的结构，可采取跳仓浇筑和设置闭合块的方法。上下两层相邻的混凝土应避免错缝浇筑。
3.5混凝土的养护和表面保温
混凝土的养护工作是极其重要的，只有加强混凝土的养护工作，才能更好的避免混凝土出现施工裂缝。混凝土可采用覆盖土工布、草垫或者洒水等措施进行养护。低温季节拆模时应选择气温较高的时段进行，并及时采取保温措施。气温骤降时，对于低于28天龄期的混凝土应进行表面保温，保温材料应覆盖严密。
3.6施工期的温控监测
大体积混凝土在施工的过程中，要定时测定混凝土的浇筑温度、内部温度、环境温度、冷却水温度等参数，同时还要监控内表温差和降温速率等，监测数据要及时进行分析和整理。
4.结语
港口与航道工程是比较大型的施工项目，要想保证工程的施工质量，就必须加大对大体积混凝土裂缝的重视程度，采用合理的措施来有效的控制大体积混凝土裂缝的出现。港口与航道工程大体积混凝土裂缝主要是由于温度应力、混凝土收缩等原因造成的，这就要求在大体积混凝土施工中，采取有效的措施来降低混凝土的温度应力和收缩变形等，最大程度的预防和控制港口与航道工程大体积混凝土裂缝的出现，确保工程的质量。
参考文献：
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论文作者:张琪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/25
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