港口施工中混凝土裂縫的成因分析與對策

陳建軍

摘要：混凝土施工裂縫的存在嚴重制約了港口工程的建設發展，近年來，行業內針對混凝土施工裂縫的問題也給予了更多的研究，探討有效的混凝土施工裂縫控制措施具有非常重要的現實意義。

關鍵詞：港口施工；混凝土裂縫；成因與對策

當前在我國港口工程建設中大多數采取的都是大體積混凝土，裂縫問題可以說是港口工程的“質量通病”。大體積混凝土的主要特點就是以大區段為單位進行施工建設，施工體積大，這種特點使得水泥水化作用時所釋放的熱量導致混凝土內部的溫度逐漸升高，而由此產生的熱量卻無法有效釋放出來，使得混凝土構件出現內外溫差，再加之早期混凝土構件的抗拉強度低，彈性模量小，就非常容易使混凝土出現裂縫，從而影響港口工程質量。

1、港口工程的大體積混凝土的施工特點

大體積混凝土是我國港口建設中用到的比較多的施工材料，所以，大體積混凝材料質量的高低直接關系到整個港口建設工程的質量，但是在實際的工程建設當中，很容易出現混凝土裂縫現象，這主要是因為大體積混凝土和其他普通的混凝土在性能和質量方面都不太一樣。這種大體積混凝土在遇到溫度較高的水后其內部的溫度就會發生變化，這種變化一直持續到外部和內部混凝土的溫度達成一致就會形成大體積混凝土。相比于普通的混凝土，這種大體積混凝土還是有一定的優勢的，它的主要優點有以下幾點：（1）大體積的混凝土比一般的混凝土的面積更大，這樣就可以增加和其它材料的接觸面積，降低混凝土的斷面層面積。（2）大體積混凝土在進行澆筑工序時一共有三個步驟：分層、分縫、分量，通過這三個步驟可以進一步提升混凝土澆筑的質量。（3）混凝土的結構和以往的混凝土結構不相同，所以在實際的建設過程當中要特別注意這種混凝土里面的鋼筋結構，避免它們對港口工程的建設帶來影響。（4）前面說過，溫度對混凝土具有較大的影響，所以在實際的工程當中要注意把控溫度，防止在施工過程中大體積混凝土出現裂縫。

2、港口工程中混凝土裂縫產生的原因

2.1溫度斷裂

港口工程大多處在臨海碼頭位置，晝夜溫差較大，溫度會在此過程中發生交替，混凝土結構中的微孔由于溫度的降低會發生冷凍甚至是結冰，從而導致混凝土的體積之間膨脹。這樣一來，在雙重壓力的相互作用之下，可能會超過混凝土的抗壓強度，從而導致混凝土結構的混亂，一旦溫差被拉大到25℃以上，混凝土就會出現裂縫。

2.2水泥水化熱裂縫

混凝土在港口工程施工過程中會有一段硬化的過程，其中會散發出大量的熱量，使混凝土內部結構的溫度不斷上升，在結構表面引發應力。但是在夜間降溫之后，由于混凝土結構受到溫差的限制，溫度自然會下降，內部又會出現拉應力，一旦這些應力小于抗裂能力，其表現就會出現裂縫，并隨著混凝土使用時間的不斷增多，彈性的強度以及模量也會增多，導致收縮能力不斷下降，從而出現大量裂縫。

2.3自縮性裂縫

混凝土的自縮性裂縫，是在混凝土表面上產生的，寬度較小并且始終呈現交錯縱橫的狀態，施工人員無法從其中找到任何規律。造成自縮性裂縫產生的主要原因可能由于砂子的等級和規格強度，以及水泥種類等，再加上外部環境的變化，使混凝土內部的水分大量蒸發，造成混凝土結構的內縮，出現裂縫。

2.4技術條件造成的裂縫

在港口工程的施工過程中，由于施工人員不具備完善的技術操作條件，導致工程存在嚴重的質量問題，最主要的就是混凝土裂縫隱患。例如在施工進程中，技術人員為了追趕施工進度，對沒有按規定對混凝土進行攪拌，導致混凝土的凝固時間不足，材料沒有完全融合，從而在使用的過程中出現裂縫。

3、港口施工中混凝土裂縫控制對策

3.1規范原料配合比

在具體的施工過程中，施工人員要根據港口和航道工程建設的特點和氣候條件來進行大體積混凝土生產配合比的調整，在滿足泵送的基礎上盡量降低混凝土的坍落度，以減少混凝土凝固前的塑性沉落。除此之外，還要注意大體積混凝土的養護以及攪拌工作的規范化，通過全程對原料的把控以及操作來實現工程施工的合理化，這樣就可以從根源上解決混凝土的裂縫問題。

3.2采用高效混凝土外加劑

混凝土外加劑在港口與航道工程中有著極其重要的地位，因為添加混凝土外加劑具有使混凝土達到提高混凝土性能、節約水泥、加快施工進度、降低工程造價的作用，此時加入適當的外加劑將會使混凝土某方面的性能得到提高。外加劑常用有緩凝劑、減水劑，它們具有延緩混凝土拌合物的凝結時間，減慢水泥放熱速度作用，使混凝土內部溫度應力變小。常用外加劑有木質素、糖蜜、MF復合劑、JG3等。外加劑優先選擇糖蜜，糖蜜是制糖下腳料經石灰處理而成，糖蜜的適量滲量為0.1～0.3﹪，延長凝結時間2～4h。混凝土外加劑的質量控制應當從以下四點開展：

（1）采購的外加劑必須具有產品質量檢驗證書以及生產許可證與產品合格證；

（2）正式使用混凝土外加劑之前，采集樣品進行檢驗，確保混凝土外加劑的成分符合混凝土耐久性的要求；

（3）對混凝土外加劑的生產日期和保質期進行定期的核對，防止過期的產品投入到工程建設中，造成安全隱患；

（4）混凝土外加劑必須現場進行混凝土配制試驗，充分掌握外加劑的各項性能和指標，使采購進來的混凝土外加劑是真正適用于港口與航道工程的需要，將不符合實際要求的外加劑及時更換。

3.3降低大體積混凝土澆筑入倉溫度措施

①大體積混凝土澆筑時應采用“分層、分區、循序推進、一次完成”的澆筑工藝；②在施工組織上進行合理安排，如：春、秋季多澆，夏季早晚澆，正午不澆，重要部位安排在低溫季節，低溫時段澆筑，以降低混凝土入倉溫度，避免出現溫度裂縫；③對骨料進行預冷，骨料預冷的方法有：水冷、風冷、真空汽化冷卻；④采取加冰或加冰水拌和。

3.4加速大體積混凝土散熱的控制措施

①采用自然散熱冷卻降溫。用薄層澆筑以增加散熱面，并適當延長間歇時間。

②混凝土內預埋水管通水冷卻。混凝土內埋設蛇形冷卻水管層數，按厚度1米大體積混凝土設置一層蛇形冷卻水管，厚度2米設置兩層，以此類推；大體積混凝土澆筑時分別在蛇形冷卻水管兩頭與表面預埋若干個測溫管，測溫線用塑料袋罩好，綁扎牢固，不準將測溫端頭受潮，測溫線位置用保護木框作為標志，便于保溫后查找；配備專職測溫人員，按兩班考慮。對測溫人員要進行培訓和技術交底。測溫人員要認真負責，按時按孔測溫，不得遺漏或弄虛作假。測溫記錄要填寫清楚、整潔，換班時要進行交底；測溫時發現混凝土內部最高溫度與部門溫度之差達到25攝氏度，應及時通知技術部門和項目技術負責人并及時采取蛇形冷卻管通循環冷水的措施進行冷卻，保持混凝土內外部溫差不大于25攝氏度；測溫工作應連續進行，前3天每2小時側一次，以后每4小時側一次，持續測溫至混凝土強度達到28天齡期后，并經技術部門同意后方可停止測溫。當大體積混凝土澆筑達到28天齡期后，必須對預埋水管進行灌入高一等級的水泥砂漿封堵處理。

3.5加強對大體積混凝土的技術管理

大體積混凝土施工過程中，要加強對于管理人員的素質教育，確保其可以嚴格的按照技術交底來施工，減少或防止出現裂縫的技術措施有：

（1）大體積混凝土澆筑宜采用二次振搗工藝，澆筑面應及時進行二次抹壓處理，可以防止出現表面裂縫。

（2）及時覆蓋保溫保濕材料進行養護，減小內外溫差。

（3）制定相應的溫控技術措施。溫控指標應符合下列規定：混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2℃/d；混凝土的表面與大氣溫差不宜大于20℃。

3.6加強混凝土施工的養護力度

對混凝土進行養護，一方面是為了防止混凝土水分的流失，保證水泥的正常水化；另一方面是為了防止混凝土表面溫度突變造成混凝土產生收縮或裂紋。在實際施工中，混凝土養護工作需要注意以下幾點：①混凝土澆筑后應立即覆蓋保溫，先在混凝土表面覆蓋二層草席或麻袋，然后在上面覆一層塑料薄膜；②新澆筑的混凝土水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后可進行保溫保養，防止混凝土表面因脫水而產生干縮裂縫，同時可避免草席或麻袋因吸水受潮而降低保溫性能；③大體積混凝土澆筑后達到終凝時間立即進行灑水養護，養護期為不少于14天，養護期內必須保持混凝土表面濕潤；④停止測溫的部位經技術部門和項目技術負責人同意后，可將保溫層及塑料薄膜逐層掀掉，使混凝土散熱；⑤柱、墻插筋部位是保溫的難點，要特別注意蓋嚴，防止造成溫差較大或受凍。

4、結語

要想更好的確保港口工程項目的施工質量，就必須對大體積混凝土裂縫問題進行科學合理的控制。在港口工程施工中，導致大體積混凝土出現裂縫的原因有很多。

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（作者單位：大連港灣工程有限公司）