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        港口施工中混凝土裂縫的成因分析與對策

        2019-10-21 10:43:03陳建軍
        名城繪 2019年1期
        關(guān)鍵詞:混凝土裂縫

        陳建軍

        摘要:混凝土施工裂縫的存在嚴(yán)重制約了港口工程的建設(shè)發(fā)展,近年來,行業(yè)內(nèi)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(xiàn)實意義。

        關(guān)鍵詞:港口施工;混凝土裂縫;成因與對策

        當(dāng)前在我國港口工程建設(shè)中大多數(shù)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(zhì)量通病”。大體積混凝土的主要特點就是以大區(qū)段為單位進行施工建設(shè),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(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度逐漸升高,而由此產(chǎn)生的熱量卻無法有效釋放出來,使得混凝土構(gòu)件出現(xiàn)內(nèi)外溫差,再加之早期混凝土構(gòu)件的抗拉強度低,彈性模量小,就非常容易使混凝土出現(xiàn)裂縫,從而影響港口工程質(zhì)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(shè)中用到的比較多的施工材料,所以,大體積混凝材料質(zhì)量的高低直接關(guān)系到整個港口建設(shè)工程的質(zhì)量,但是在實際的工程建設(shè)當(dāng)中,很容易出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)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(zhì)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(nèi)部的溫度就會發(fā)生變化,這種變化一直持續(xù)到外部和內(nèi)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(yōu)勢的,它的主要優(yōu)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(zhì)量。(3)混凝土的結(jié)構(gòu)和以往的混凝土結(jié)構(gòu)不相同,所以在實際的建設(shè)過程當(dāng)中要特別注意這種混凝土里面的鋼筋結(jié)構(gòu),避免它們對港口工程的建設(shè)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(dāng)中要注意把控溫度,防止在施工過程中大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。

        2、港口工程中混凝土裂縫產(chǎn)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(fā)生交替,混凝土結(jié)構(gòu)中的微孔由于溫度的降低會發(fā)生冷凍甚至是結(jié)冰,從而導(dǎo)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(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的混亂,一旦溫差被拉大到25℃以上,混凝土就會出現(xiàn)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(fā)出大量的熱量,使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度不斷上升,在結(jié)構(gòu)表面引發(fā)應(yīng)力。但是在夜間降溫之后,由于混凝土結(jié)構(gòu)受到溫差的限制,溫度自然會下降,內(nèi)部又會出現(xiàn)拉應(yīng)力,一旦這些應(yīng)力小于抗裂能力,其表現(xiàn)就會出現(xiàn)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(dǎo)致收縮能力不斷下降,從而出現(xiàn)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(chǎn)生的,寬度較小并且始終呈現(xiàn)交錯縱橫的狀態(tài),施工人員無法從其中找到任何規(guī)律。造成自縮性裂縫產(chǎn)生的主要原因可能由于砂子的等級和規(guī)格強度,以及水泥種類等,再加上外部環(huán)境的變化,使混凝土內(nèi)部的水分大量蒸發(fā),造成混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)縮,出現(xiàn)裂縫。

        2.4技術(shù)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(shù)操作條件,導(dǎo)致工程存在嚴(yán)重的質(zhì)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(shù)人員為了追趕施工進度,對沒有按規(guī)定對混凝土進行攪拌,導(dǎo)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(xiàn)裂縫。

        3、港口施工中混凝土裂縫控制對策

        3.1規(guī)范原料配合比

        在具體的施工過程中,施工人員要根據(jù)港口和航道工程建設(shè)的特點和氣候條件來進行大體積混凝土生產(chǎn)配合比的調(diào)整,在滿足泵送的基礎(chǔ)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(yǎng)護以及攪拌工作的規(guī)范化,通過全程對原料的把控以及操作來實現(xiàn)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(jié)約水泥、加快施工進度、降低工程造價的作用,此時加入適當(dāng)?shù)耐饧觿够炷聊撤矫娴男阅艿玫教岣?。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(jié)時間,減慢水泥放熱速度作用,使混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力變小。常用外加劑有木質(zhì)素、糖蜜、MF復(fù)合劑、JG3等。外加劑優(yōu)先選擇糖蜜,糖蜜是制糖下腳料經(jīng)石灰處理而成,糖蜜的適量滲量為0.1~0.3﹪,延長凝結(jié)時間2~4h?;炷镣饧觿┑馁|(zhì)量控制應(yīng)當(dāng)從以下四點開展:

        (1)采購的外加劑必須具有產(chǎn)品質(zhì)量檢驗證書以及生產(chǎn)許可證與產(chǎn)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(chǎn)日期和保質(zhì)期進行定期的核對,防止過期的產(chǎn)品投入到工程建設(shè)中,造成安全隱患;

        (4)混凝土外加劑必須現(xiàn)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(biāo),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(yīng)采用“分層、分區(qū)、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(jié),低溫時段澆筑,以降低混凝土入倉溫度,避免出現(xiàn)溫度裂縫;③對骨料進行預(yù)冷,骨料預(yù)冷的方法有:水冷、風(fēng)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(dāng)延長間歇時間。

        ②混凝土內(nèi)預(yù)埋水管通水冷卻?;炷羶?nèi)埋設(shè)蛇形冷卻水管層數(shù),按厚度1米大體積混凝土設(shè)置一層蛇形冷卻水管,厚度2米設(shè)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(yù)埋若干個測溫管,測溫線用塑料袋罩好,綁扎牢固,不準(zhǔn)將測溫端頭受潮,測溫線位置用保護木框作為標(biāo)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(xùn)和技術(shù)交底。測溫人員要認真負責(zé),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(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度與部門溫度之差達到25攝氏度,應(yīng)及時通知技術(shù)部門和項目技術(shù)負責(zé)人并及時采取蛇形冷卻管通循環(huán)冷水的措施進行冷卻,保持混凝土內(nèi)外部溫差不大于25攝氏度;測溫工作應(yīng)連續(xù)進行,前3天每2小時側(cè)一次,以后每4小時側(cè)一次,持續(xù)測溫至混凝土強度達到28天齡期后,并經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測溫。當(dāng)大體積混凝土澆筑達到28天齡期后,必須對預(yù)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(shù)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(zhì)教育,確保其可以嚴(yán)格的按照技術(shù)交底來施工,減少或防止出現(xiàn)裂縫的技術(shù)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(yīng)及時進行二次抹壓處理,可以防止出現(xiàn)表面裂縫。

        (2)及時覆蓋保溫保濕材料進行養(yǎng)護,減小內(nèi)外溫差。

        (3)制定相應(yīng)的溫控技術(shù)措施。溫控指標(biāo)應(yīng)符合下列規(guī)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(yǎng)護力度

        對混凝土進行養(yǎng)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(chǎn)生收縮或裂紋。在實際施工中,混凝土養(yǎng)護工作需要注意以下幾點:①混凝土澆筑后應(yīng)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(yǎng),防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)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(yǎng)護,養(yǎng)護期為不少于14天,養(yǎng)護期內(nèi)必須保持混凝土表面濕潤;④停止測溫的部位經(jīng)技術(shù)部門和項目技術(shù)負責(zé)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(yán),防止造成溫差較大或受凍。

        4、結(jié)語

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

        參考文獻:

        [1]陳琪.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制[J].工程技術(shù):全文版,2016(18):00087-00087.

        [2]于基柱,李振.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制[J].環(huán)球市場,2017(10):308-308.

        [3]張文斌.港口航道工程大體積混凝土施工裂縫控制分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2016(34):205-205.

        [4]羅奇.淺淡港口航道工程中大體積混凝土施工裂縫的控制[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2017,(20):128-129.

        (作者單位:大連港灣工程有限公司)

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