摘要：港口与航道作为对外通商的重要口岸，对推动我国经济发展具有重要作用。大体积混凝土是港口及航道工程建设开展的过程中被广泛应用的建筑材料。为了保障施工的整体质量，需要施工人员提高对混凝土裂缝现象处理的认识，结合现代化高科技设备，对这一问题进行深入的研究和探讨，并制定出合理的解决方案，以减少裂缝的出现，保证港口及航道的运行安全。
关键词：港口与航道工程；大体积混凝土；施工裂缝
引言
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，多应用于码头胸墙、船坞坞墙、船闸底板、泵房结构、大型混凝土方块中。混凝土的开裂会对结构物耐久性和质量安全造成较大影响，不同于一般混凝土，多处于淡（海）水和冻融环境的港航工程混凝凝土在设计和施工中均突出满足耐久性要求，其裂缝预控对建筑物的安全使用和寿命更具有重要意义。对于结构厚、体积大、胶凝材料水化热因素影响大、复杂条件下就地浇筑和养护，承担重要结构功能的港航大体积混凝土，其裂缝控制是设计和施工阶段中一项非常重要的工作。
1大体积混凝土产生裂缝的主要原因
1.1内外温差的影响
混凝土之所以会出现裂缝，其中影响很大的因素是内外温差。发生温差变化的时间段一般在混凝土浇筑的前期、内部温度最高期和拆模前后，温度应力在混凝土内的分布。在进行混凝土浇筑时，混凝土自身具有的热导性，混凝土组分间受到与空气之间的反应，会产生大量的水化热，导致混凝土的内部温度持续升高，当内部温度上升到一定高度，会与混凝土表面温度产生较大差异性。受热胀冷缩原理的影响，混凝土的内部会发生膨胀导致表面变形。混凝土的外在表面通过拉应力的增长，逐渐超出混凝土所能够承受的压力，内部开始产生崩裂，最终出现温度裂缝。在拆模的前后阶段，混凝土表面将会出现急剧的温度下降，受到内外温差的影响，最终导致混凝土出现裂缝。
1.2收缩形式的影响
混凝土自身具有强烈的收缩能力，在逐渐变得硬化后，其外部的自然环境会转变为干燥的状态，从而不断蒸发混凝土内的水分。当水分持续发挥一段时间后，就会让混凝土从外向内进行收缩。与传统的塑性收缩不同之处就在于对混凝土自身的沁水量有着一定影响，当蒸发量超过沁水量时，混凝土的表面将会逐渐出现塑性收缩的情况，从而导致裂缝的产生。一般情况下，混凝土所使用的水泥都具有一定的活性，自身的水含量较低，持续地处在高温环境下，混凝土的表面就会出现收缩，导致裂缝的出现。结合我国港口、公路、桥梁等工程建设的实际情况来看，大体积混凝土在完成浇筑之后，会主动地进行水分吸收，发生水化作用，从而改变大体积混凝土的内部结构，收缩应力会导致物质本身的外观变化和物理性质变化，港口与航道工程所使用的大体积混凝土，体积和总量都要远超出其他工程建设。大体积混凝土在港口航道工程中所出现的裂缝现象更为严重。
2大体积混凝土施工裂缝的控制
2.1优化结构设计
根据港航大体积混凝土的结构特点、使用环境和寿命等因素系统的进行温控设计，根据结构所处的环境选择合理的结构形式、构造措施和混凝土强度等级。结构形式应简单，避免结构突变，降低应力集中，降低基础约束，合理设置变形缝。根据温度场计算和温度应力对结构的影响进行分析对结构薄弱部位采取措施，加设钢筋网片等构造钢筋、增加小直径、小间距的构配钢筋，提高抗裂性能；设置闭合块；合适情况下施加预应力；易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土极限抗拉性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆大体积混凝土宜分层、分块浇筑，合理设置施工缝，大体积混凝土构件的模板设计应考虑保温和养护措施的要求，侧模、底模、承重结构和支撑结构应进行强度和变形验证。
2.2严把材料质量关和配比关系
对所选用的各种材料进行严格的检查和验收，不合格材料一律禁止使用。按规定的各项技术标准做好混凝土配合比设计，并进行试配试验。施工时选用和中低热水泥，不宜使用早强水泥，铝酸三钙含量、比表面积不应超过限值。为防止胶凝材料过细，不利于混凝土温升控制和防裂耐久，需要注意：严禁掺加Ⅲ级粉煤灰，粒子化高炉矿渣比表面积不应超过限值，不宜单掺硅粉；选用粒径较大的粗骨料，控制含泥量和碱活性，选用线膨胀系数应较小的碎石减小温度应力；选用级配稳定的中粗砂、含泥量符合限制；缓凝型减水剂不应为糖类，减水率和收缩率应在对规定范围内。严格混凝土控制水灰比和坍落度，控制住早期强度发展：12h抗压强度不宜大于8MPa或24h不宜大于12MPa。
2.3减少混凝土内部应力
在进行大体积混凝土的施工开展过程中，可以结合实际施工情况来进行应力构件的选择，尽可能抵销内部所存在的压力，充分体现出混凝土和钢筋的使用效果，有效降低裂缝发生的概率。可以采取分块和分层浇筑方式，对施工缝进行布置，对混凝土的内部起到约束作用。可以在混凝土的表面预留一定数量的收缩缝，减少相邻混凝土的施工时间差，有效降低内部的应力。除此之外，影响收缩应力的主要因素还包括结构物的原有长度。为了减少应力对混凝土的影响，可以设置好膨胀带和后浇带。通过计算可以得出结论，配筋率和钢筋的弹性模量在已经确定好的情况下，膨胀率和自身的应力会呈现出正比关系。当混凝土自身发生膨胀后，加强带的部位也会有所增大，从而对混凝土自身的收缩应力进行补偿。可以将后浇带分别设置到长度和宽度上，运用钢丝网来进行后浇带和膨胀袋等模板的支护工作，从而保证混凝土的浇筑质量。膨胀带可以采用连续式、间歇式或者后浇式等形式来进行应用，膨胀带的设置要按照相关规定来进行操作，工作人员要保证膨胀加强带的宽度为2000mm，在其两侧运用钢（板）丝网来对带内与带外的混凝土进行分离，非沉降大体积混凝土的膨胀带需要在两侧混凝土中心温度下降到环境适宜的温度再进行浇筑工作。
2.4混凝土养护和测温
保温养护是大体积混凝土施工的关键环节。混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施要求进行保温养护，降低混凝土块体的内外温差以降低块体的自约束应力，控制降温速度，保持混凝土具有适当的湿度和抗风条件。采用蓄水、洒水、喷雾养护的水温和混凝土表面温度不宜大于15℃，养护时间视气温、水泥品种、结构物体积确定。混凝土表面与环境温度之差大于15℃时应推迟拆模；低温季节拆模应选择气温较高时段并立即采取保温措施，保温时间根据温度应力控制情况确定；当日平均温度低于5℃，不应洒水养护，气温骤降时，龄期低于28d混凝土应采取表面保温。
结束语
混凝土内外部温差较大，以及收缩应力导致外在变形是造成港口与航道工程大体积混凝土出现施工裂缝的主要原因。需要制定出行之有效的解决方案，对产生施工裂缝这一问题的众多因素进行合理控制，保证大面积混凝土在港口与航道工程的整体质量，全面提高我国港口工程的国际竞争力。这对今后的海运发展有着一定影响，是实现我国“一带一路”倡议实施的重要推动力。
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论文作者:王子明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/8
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 体积论文; 应力论文; 航道论文; 港口论文; 结构论文; 《基层建设》2019年第20期论文;