港口施工中混凝土裂缝的成因分析与对策

陈建军

摘要：混凝土施工裂缝的存在严重制约了港口工程的建设发展，近年来，行业内针对混凝土施工裂缝的问题也给予了更多的研究，探讨有效的混凝土施工裂缝控制措施具有非常重要的现实意义。

关键词：港口施工；混凝土裂缝；成因与对策

当前在我国港口工程建设中大多数采取的都是大体积混凝土，裂缝问题可以说是港口工程的“质量通病”。大体积混凝土的主要特点就是以大区段为单位进行施工建设，施工体积大，这种特点使得水泥水化作用时所释放的热量导致混凝土内部的温度逐渐升高，而由此产生的热量却无法有效释放出来，使得混凝土构件出现内外温差，再加之早期混凝土构件的抗拉强度低，弹性模量小，就非常容易使混凝土出现裂缝，从而影响港口工程质量。

1、港口工程的大体积混凝土的施工特点

大体积混凝土是我国港口建设中用到的比较多的施工材料，所以，大体积混凝材料质量的高低直接关系到整个港口建设工程的质量，但是在实际的工程建设当中，很容易出现混凝土裂缝现象，这主要是因为大体积混凝土和其他普通的混凝土在性能和质量方面都不太一样。这种大体积混凝土在遇到温度较高的水后其内部的温度就会发生变化，这种变化一直持续到外部和内部混凝土的温度达成一致就会形成大体积混凝土。相比于普通的混凝土，这种大体积混凝土还是有一定的优势的，它的主要优点有以下几点：（1）大体积的混凝土比一般的混凝土的面积更大，这样就可以增加和其它材料的接触面积，降低混凝土的断面层面积。（2）大体积混凝土在进行浇筑工序时一共有三个步骤：分层、分缝、分量，通过这三个步骤可以进一步提升混凝土浇筑的质量。（3）混凝土的结构和以往的混凝土结构不相同，所以在实际的建设过程当中要特别注意这种混凝土里面的鋼筋结构，避免它们对港口工程的建设带来影响。（4）前面说过，温度对混凝土具有较大的影响，所以在实际的工程当中要注意把控温度，防止在施工过程中大体积混凝土出现裂缝。

2、港口工程中混凝土裂缝产生的原因

2.1温度断裂

港口工程大多处在临海码头位置，昼夜温差较大，温度会在此过程中发生交替，混凝土结构中的微孔由于温度的降低会发生冷冻甚至是结冰，从而导致混凝土的体积之间膨胀。这样一来，在双重压力的相互作用之下，可能会超过混凝土的抗压强度，从而导致混凝土结构的混乱，一旦温差被拉大到25℃以上，混凝土就会出现裂缝。

2.2水泥水化热裂缝

混凝土在港口工程施工过程中会有一段硬化的过程，其中会散发出大量的热量，使混凝土内部结构的温度不断上升，在结构表面引发应力。但是在夜间降温之后，由于混凝土结构受到温差的限制，温度自然会下降，内部又会出现拉应力，一旦这些应力小于抗裂能力，其表现就会出现裂缝，并随着混凝土使用时间的不断增多，弹性的强度以及模量也会增多，导致收缩能力不断下降，从而出现大量裂缝。

2.3自缩性裂缝

混凝土的自缩性裂缝，是在混凝土表面上产生的，宽度较小并且始终呈现交错纵横的状态，施工人员无法从其中找到任何规律。造成自缩性裂缝产生的主要原因可能由于砂子的等级和规格强度，以及水泥种类等，再加上外部环境的变化，使混凝土内部的水分大量蒸发，造成混凝土结构的内缩，出现裂缝。

2.4技术条件造成的裂缝

在港口工程的施工过程中，由于施工人员不具备完善的技术操作条件，导致工程存在严重的质量问题，最主要的就是混凝土裂缝隐患。例如在施工进程中，技术人员为了追赶施工进度，对没有按规定对混凝土进行搅拌，导致混凝土的凝固时间不足，材料没有完全融合，从而在使用的过程中出现裂缝。

3、港口施工中混凝土裂缝控制对策

3.1规范原料配合比

在具体的施工过程中，施工人员要根据港口和航道工程建设的特点和气候条件来进行大体积混凝土生产配合比的调整，在满足泵送的基础上尽量降低混凝土的坍落度，以减少混凝土凝固前的塑性沉落。除此之外，还要注意大体积混凝土的养护以及搅拌工作的规范化，通过全程对原料的把控以及操作来实现工程施工的合理化，这样就可以从根源上解决混凝土的裂缝问题。

3.2采用高效混凝土外加剂

混凝土外加剂在港口与航道工程中有着极其重要的地位，因为添加混凝土外加剂具有使混凝土达到提高混凝土性能、节约水泥、加快施工进度、降低工程造价的作用，此时加入适当的外加剂将会使混凝土某方面的性能得到提高。外加剂常用有缓凝剂、减水剂，它们具有延缓混凝土拌合物的凝结时间，减慢水泥放热速度作用，使混凝土内部温度应力变小。常用外加剂有木质素、糖蜜、MF复合剂、JG3等。外加剂优先选择糖蜜，糖蜜是制糖下脚料经石灰处理而成，糖蜜的适量渗量为0.1～0.3﹪，延长凝结时间2～4h。混凝土外加剂的质量控制应当从以下四点开展：

（1）采购的外加剂必须具有产品质量检验证书以及生产许可证与产品合格证；

（2）正式使用混凝土外加剂之前，采集样品进行检验，确保混凝土外加剂的成分符合混凝土耐久性的要求；

（3）对混凝土外加剂的生产日期和保质期进行定期的核对，防止过期的产品投入到工程建设中，造成安全隐患；

（4）混凝土外加剂必须现场进行混凝土配制试验，充分掌握外加剂的各项性能和指标，使采购进来的混凝土外加剂是真正适用于港口与航道工程的需要，将不符合实际要求的外加剂及时更换。

3.3降低大体积混凝土浇筑入仓温度措施

①大体积混凝土浇筑时应采用“分层、分区、循序推进、一次完成”的浇筑工艺；②在施工组织上进行合理安排，如：春、秋季多浇，夏季早晚浇，正午不浇，重要部位安排在低温季节，低温时段浇筑，以降低混凝土入仓温度，避免出现温度裂缝；③对骨料进行预冷，骨料预冷的方法有：水冷、风冷、真空汽化冷却；④采取加冰或加冰水拌和。

3.4加速大体积混凝土散热的控制措施

①采用自然散热冷却降温。用薄层浇筑以增加散热面，并适当延长间歇时间。

②混凝土内预埋水管通水冷却。混凝土内埋设蛇形冷却水管层数，按厚度1米大体积混凝土设置一层蛇形冷却水管，厚度2米设置两层，以此类推；大体积混凝土浇筑时分别在蛇形冷却水管两头与表面预埋若干个测温管，测温线用塑料袋罩好，绑扎牢固，不准将测温端头受潮，测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找；配备专职测温人员，按两班考虑。对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责，按时按孔测温，不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁，换班时要进行交底；测温时发现混凝土内部最高温度与部门温度之差达到25摄氏度，应及时通知技术部门和项目技术负责人并及时采取蛇形冷却管通循环冷水的措施进行冷却，保持混凝土内外部温差不大于25摄氏度；测温工作应连续进行，前3天每2小时侧一次，以后每4小时侧一次，持续测温至混凝土强度达到28天龄期后，并经技术部门同意后方可停止测温。当大体积混凝土浇筑达到28天龄期后，必须对预埋水管进行灌入高一等级的水泥砂浆封堵处理。

3.5加强对大体积混凝土的技术管理

大体积混凝土施工过程中，要加强对于管理人员的素质教育，确保其可以严格的按照技术交底来施工，减少或防止出现裂缝的技术措施有：

（1）大体积混凝土浇筑宜采用二次振捣工艺，浇筑面应及时进行二次抹压处理，可以防止出现表面裂缝。

（2）及时覆盖保温保湿材料进行养护，减小内外温差。

（3）制定相应的温控技术措施。温控指标应符合下列规定：混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2℃/d；混凝土的表面与大气温差不宜大于20℃。

3.6加强混凝土施工的养护力度

对混凝土进行养护，一方面是为了防止混凝土水分的流失，保证水泥的正常水化；另一方面是为了防止混凝土表面温度突变造成混凝土产生收缩或裂纹。在实际施工中，混凝土养护工作需要注意以下几点：①混凝土浇筑后应立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖二层草席或麻袋，然后在上面覆一层塑料薄膜；②新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免草席或麻袋因吸水受潮而降低保温性能；③大体积混凝土浇筑后達到终凝时间立即进行洒水养护，养护期为不少于14天，养护期内必须保持混凝土表面湿润；④停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热；⑤柱、墙插筋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大或受冻。

4、结语

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。

参考文献：

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（作者单位：大连港湾工程有限公司）