浅谈港口工程施工中混凝土裂缝成因与控制措施张兵

浅谈港口工程施工中混凝土裂缝成因与控制措施张兵

武汉港务集团有限公司430014

摘要:在港口工程项目中,根据构筑物规模的不同,可以将混凝土分为混凝土以及一般混凝土两种。在实际施工中,根据不同区域的用途,其所用的施工技术也有所不同。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。论文主要对裂缝的成因以及相应的控制措施进行了探讨,以期进一步提高港口工程的施工质量,促进港口工程建设事业的发展。

关键词:港口工程;混凝土裂缝;成因;控制措施

引言

现阶段,混凝土材料在各类工程施工过程中得以广泛应用,混凝土材料的质量在很大程度上决定整个工程的质量。而因为混凝土材料自身所拥有的一些特性,导致混凝土结构极易出现裂缝问题,严重危害到整个工程的质量。尤其是对于港口工程施工来说,由于会涉及到混凝土的施工,更易导致混凝土结构出现裂缝问题。因为混凝土体积相对较大,在水泥水化过程中产生的热量不能及时散失,导致混凝土结构温度变形受到约束,而产生温度应力,当温度应力超过混凝土的抗裂能力时便引起混凝土的裂缝。由于港口工程存在于海水环境中,一旦混凝土裂缝出现,将会严重影响到整个结构的抗渗性能以及耐久性能,易导致安全隐患的出现,严重威胁到工程使用的安全性。

1港口工程混凝土的施工特点

混凝土主要是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。港口工程施工过程中,需要的混凝土多数是混凝土。混凝土的特点主要表现在以下几个方面:(1)混凝土本身体积较大,因此,其结构断面使用的混凝土量也较大;(2)浇筑方法不同。为了避免混凝土结构内外温差过大导致裂缝的产生,提高混凝土脚趾的质量和效率,混凝土一般采用分缝、分量的方式浇筑;(3)受外界环境因素影响较大,尤其是温度,结构内外温差较大时,很容易导致裂缝的产生。

2港口工程中导致混凝土裂缝出现的主要原因

2.1温度应力造成的影响

在开始混凝土的浇筑施工时,在水泥水化热作用的影响下,混凝土内部的温度会在5~8d左右达到最高。特别是在低温季节,由于混凝土表面和内部温差过大,导致表面出现过大的温度压力。因此在水工中的混凝土结构施工中,要特别注意温度应力对其产生的影响。一旦混凝土变形受到一定的限制,由于温度变化而造成的应力很可能导致其大于外部荷载作用下产生的应力[1]。由此可见,导致港口混凝土出现裂缝的一个重要原因就包括温度应力,另外不管是在我国南方还是北方,引起混凝土结构表面出现裂缝的另一个原因还包括寒潮现象。

2.2混凝土的收缩

还有一种也可归为材料本身的原因就是混凝土自身的收缩。根据上一小节所提到的,港口工程中的混凝土裂缝一般分为塑性收缩裂缝和温度裂缝两类。当混凝土表层所接触的环境过于干燥时,那么其内部水分也会随着混凝土的硬化而散发,大量水分蒸发,混凝土结构的内外会产生不同程度的收缩变形,从而形成裂缝。干燥裂缝与塑性裂缝出现的原因主要就是混凝土结构中大量水分的散发。此外,还有一种情况就是混凝土外部温度过高或者水泥活性过大,同样会产生裂缝。工作人员在施工时一定要将混凝土的这些特性充分考虑到。

2.3施工条件以及施工工艺造成的影响

在港口工程建设中,混凝土发生的裂缝问题都会发生于表面。在施工中虽然导致混凝土表面产生拉应力的原因有很多,例如环境温度、湿度、水化热等都会引起温度应力,不可避免的会造成裂缝问题,但是如果能够具备较为完善的施工条件以及施工工艺,对降低温度应力避免裂缝问题的发生有着重要的作用。

3港口工程中在进行混凝土施工时采取的主要控制措施

3.1优化设计

结构设计阶段是有效防止混凝土施工裂缝产生的关键时期,这一过程对设计人员的专业水平以及综合素养提出了更高的要求。设计时,设计人员要灵活处理好混凝土“抗”与“放”的关系。“抗”是混凝土构件在外力的作用下会产生一定的形变,要防止混凝土裂缝的产生就必须采取必要的措施控制混凝土的形变量。而“放”主要是指在没有特定约束力环境下的混凝土构件没有足够的变形空间,此时也需要采取一定的措施防止混凝土裂缝的产生。进行混凝土结构设计时,应避免混凝土因结构断面发生突变而导致应力集中问题。设计人员可以在结构设计时引入相应的补偿机制,降低混凝土因形变而产生裂缝的概率,进而实现混凝土抗裂。

3.2合理控制原料的质量

原料是工程质量的决定性因素,在施工时,要严格按照标准来选择水泥种类及强度级别,碎石和砂石等材料要与所选择的水泥级别相适应。施工时,严格根据施工技术规范进行配比,合理使用各种添加剂。施工时若是需要使用膨胀剂,需要对其进行实验,以保证它不会对施工质量造成不利影响。

3.3加强混凝土施工的养护力度

养护工作是混凝土施工以及浇筑过程中非常重要的环节,及时跟进养护是保证混凝土施工质量的重要环节,技术人员应定时、定标、定量、定质地完成混凝土的养护工作。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)适时养护。在实际施工中,为防止混凝土中的水分蒸发,可以采取一边浇筑一边覆盖的方式。通常情况下,常用的方法是用塑胶袋包裹其表面,将混凝土密封起来,也可以用土工布、麻袋、棉毡等材料覆盖混凝土结构进行保湿。养护工作要及时,混凝土浇筑完成后,必须立即进行养护,保证在混凝土硬化早期,特别是7d前的养护到位;(2)测温控制。混凝土施工时,要提前埋设测温探头,对内部温度进行监控。当外部气温大幅变化时,要采取保温措施,保证混凝土的内外温差控制在设计要求范围内。

3.4做好施工过程中的温度控制工作

温度是造成混凝土结构裂缝的隐形杀手。气温过高,则混凝土在热胀冷缩的作用下,极易产生裂缝。而混凝土的厚度则决定了裂缝形成、混凝土结构的损坏程度。混凝土越厚,散热性能就会相对越低,越容易产生较大裂缝。所以在温度的控制方面,要注意以下几个方面:①降低水泥的用量、改善骨料级配,可以采用干硬性混凝土,加入混合料,还可以采用添加引气剂或塑化剂的方法,来保证混凝土结构的同时,减少水泥的用量;②在对混凝土进行搅拌时,需要加入凉水冷却碎石,实现混凝土降温的目的;③在混凝土中添加水管,向水管内注水,人工降低混凝土的温度;④制定合适的拆模时间,如果外界温度降低,则需采取表面保温措施,防止混凝土受到温度突变的影响;⑤在寒冷天气施工时,也需要采取表面保温措施,施工时尽可能采用低水化热品种的水泥。

结束语

综上,混凝土裂缝问题是港口工程中最不容忽视的问题之一。在实际施工过程中,技术人员应做好设计和规划,深入了解混凝土裂缝形成的原因,在实践中不断提出更优化的解决方案。工作人员要对混凝土工程进行长期的监测,尽量避免意外的发生。混凝土裂缝问题的解决对提升我国港口工程的品质有着极大的推动,促进我国港口工程事业不断向前发展。

参考文献:

[1]朱虹.试论港口工程施工中大体积混凝土裂缝的防控措施[J].珠江水运,2018(14):115-116.

[2]叶光明,李英杰.港口工程施工中的大体积混凝土裂缝预防控制方法[J].现代物业(中旬刊),2018(03):208-209.

[3]李昂,冯琦.港口工程施工中大体积混凝土裂缝预防控制[J].四川水泥,2016(05):199.

[4]邹乾龙.港口工程施工中大体积混凝土裂缝的防治建议[J].港口科技,2014(04):25-29.

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