港口大体积混凝土裂缝病害防治措施

      在临海城市化建设过程中，港口工程是促进城市发展的重要内容，社会正全面认可港口工程的重要价值，日益增加的港口工程数量和种类使多结构和高性能的港口成为临海城市交通建设的主体。通过对现有港口进行分析能够看出，港口普遍具有较大的跨度、较高的强度以及超高度等特点，其设计为大体积混凝土构件，如果没有合理控制收缩、材料、温度等因素，会导致裂缝出现在港口工程混凝土结构的薄弱部位，不但对港口的功能实现造成影响，而且给港口的安全使用埋下隐患，严重制约城市化建设，对交通运输行业的发展造成阻碍。相关部门需要根据港口的施工特点，全面分析混凝土裂缝产生的因，采取有效措施严格控制港口工程施工过程，全面、彻底和有效的防治大体积混凝土裂缝，在混凝土技术准确性和全面性得到提升的基础上，将混凝土裂缝的控制措施建立起来，有效防治港口各类病害。 
　　1 港口工程水泥混凝土裂缝类型 
　　（1）超载裂缝。超载裂缝一般出现在超载使用混凝土构件，导致混凝土因受力不均而出现变形，从而产生的裂缝。一般在构件受力弯矩最大的部位最容易发生裂缝，其形状为条状，但不像收缩裂缝那样均匀的分布，扩展方向是垂直或斜向沿受力钢筋继续发展。（2）温度裂缝。在具有较大温差变化的地区混凝土结构中或大体积混凝土表面容易出现温度裂缝。温度裂缝的走向一般没有任何规律，纵横交错是大面积结构裂缝的显著特点。裂缝具有大小不一的裂缝宽度，明显受到温度变化影响，热胀冷缩导致裂缝夏季相对较窄，冬季裂缝较宽。出现这种裂缝会锈蚀大量钢筋，碳化很多混凝土，使混凝土的抗渗能力有所减弱，抗冻融抗疲劳能力大幅降低。（3）收缩裂缝。一般肉眼很难看到混凝土微观裂缝，这种裂缝是内部固有的，但没有连贯性。这种微观混凝土裂缝一般宽度小于0.05mm，荷载控制在设计规定数值以下时不会对建筑产生任何影响。而宽度大于0.05mm的裂缝一般被视为宏观裂缝，施工单位要认真分析宏观裂缝，对其形式进行判断。在大体积的混凝土和梁、板、柱等块体构件中会出现大量宏观裂缝，具有较大的危害，特别是对暴露在大气中的构筑物具有较大的影响，一旦出现事故，后果严重。（4）沉降裂缝。这种混凝土裂缝一般是由于构件结合不良、地基差异沉降或剪应力超过设计强度而产生的，经常出现在填土地基中或桩基沉降不均匀的的墙体中。这种裂缝一般垂直于地面。沉降裂缝具有较大的危害，处理起来相对困难。 
　　2 裂缝形成的原因 
　　在水泥混凝施工或运行期间，大小不一的裂缝会出现在港口工程中，这些裂缝属于通病。承载能力并没有因局部裂缝的出现而丧失，但对混凝土结构产生一定的破坏。 
　　（1）脆性材料是混凝土自身性能特点，混凝土虽然具有较强的抗压性，但抗拉力不足，相比于抗压强度，抗拉强度只有1/10左右。混凝土具有很小的抗拉变形能力，而港口水泥混凝土很少对钢筋进行使用，或者只将少量钢筋配置在混凝土表面。相比于巨大断面结构，港口水泥混凝土具有极低的含钢率，一旦有拉应力出现，混凝土只能依靠自身性能进行承担，在许多水工结构的设计中，拉应力很少出现，或者基本上不出现。不过港口水泥混凝土的结构受力特点决定了其存在的拉应力不可避免，甚至会出现较大的拉应力，使混凝土出现变形情况。（2）大体积混凝土受温度应力的影响，从开始浇筑时，因为水泥水化热作用，混凝土内部上升到最高温度只需5—8天。在某些时候，贯穿性裂缝会受温度变化影响而形成，从而使混凝土出现渗漏，不仅会降低结构的整体性和承载力，而且会降低混凝土的耐久性。所以，较大的温度压力可能会出现在港口水泥混凝土中。在港口水泥混凝土中，温度应力也成为主要应力之一，经常性引起港口水泥混凝土裂缝的出现。（3）港口水泥混凝土产生的裂缝大部分是表面裂缝。有众多因素都会引起表面拉应力，温度应力会因初始温差水化热以及气温变化而产生，造成裂缝产生在混凝土表面。不过随着施工条件和工艺的逐步完善，能够使温度应力有效减少，使裂缝的产生几率得到降低。相反，如果缺乏科学的工艺和良好的施工条件，不但无法对温度应力进行控制，而且会使拉应力在混凝土表面产生。在混凝土港口水泥混凝土的施工和运行中，要尽量避免以上情况的出现。 
　　3 港口工程中水泥混凝土施工控制措施 
　　想要杜绝裂缝在施工中的出现，目前技术上存在一定的困难，不过对于大体积混凝土结构，需要坚持预防为主，综合治理的方针，采取有效措施对裂缝进行控制，使其逐渐减少，例如对设计进行优化，对施工进行规范，对气象信息及时反馈，对关键工序进行重点加强，从而使一般裂缝大幅减少，防止基础性贯穿性裂缝的出现。 
　　（1）对原材料和配合比进行优化，使混凝土综合抗裂性能得到提高。对混凝土的材料与配合比进行恰当选择，能够对混凝土的温度升降变化进行很好的控制，这也是使混凝土工程裂缝有效减少的重要手段。实际上就是通过对混凝土的材料、配合比的优化，使混凝土具有较小的绝热温升、较大的抗拉强度、较小的线胀系数以及较大的极限拉伸变形。大体积混凝土内部具有较小的温度变化，所以温度变形和化学变形会存在于混凝土施工中。如果微量膨胀是水泥的化学变形，而且和降温在时间上保持同步，化学膨胀将会抵消部分收缩变形，在混凝土极限拉伸范围之内使混凝土保持一定的收缩量，能够防止开裂现象出现在混凝土中，具有较好的温控防裂作用。另外在将混凝土膨胀剂外加剂适当添加在混凝土中，使混凝土的性能得到有效改善，使混凝土的抗拉性和抗裂性得到不断提高。另外，也可以配制补偿收缩、接缝填充混凝土，切实达到防渗抗裂的作用。（2）对混凝土骨料规范使用。在使用骨料时，需要对骨料质量严格把关，对粒径大小进行控制，对机械强度进行适当调整，从而确保混凝土内部的空隙率得到有效控制，有效釋放水化热，使混凝土干缩的系数进一步降低，合理调控混凝土裂缝的产生和发展。（3）对温差进行合理控制。一般情况下，温差分为差混凝土内部与表面温差和混凝土内部与自然温度温两个层面。因此，施工中需要重点考虑的就是温差控制。通常想要保障施工质量，可以将温差控制在30℃左右。另外要对石子和水的温度进行严格控制，一是不允许阳光暴晒砂和石子，用冰水对集料斗处的石子进行降温。控制搅拌用水不超过10℃；二是防止阳光直射泵车，对于水平输送管和运输车筒体使用麻布进行包裹，通过浇水对其降温。（4）对混凝土施工质量加强管理。薄层短间歇，均匀上升；不允许独一一块混凝土进行突击浇筑，随后长期停歇；不允许过大的高差出现在相邻之间，要防止长期暴露混凝土侧面；不允许薄块长间歇，即将一薄块浇筑在基岩或老混凝土上，随后长期停歇。对浇筑时间进行合理安排，对基础部分混凝土利用低温季节进行浇筑，拱圈封拱温度要比年平均气温略低或相等。应该避免施工面长期暴露在气温太低的季节；对于新浇筑混凝土表面要做好保温工作，将安全监控做好，及时发现和处理未能预料的裂缝。 
　　4 结语 
　　综上所述，在港口工程建筑中，混凝土的裂缝问题一直备受关注，有很多原因都会导致裂缝的出现，因此施工单位需要根据工程的实际情况对混凝土裂缝进行控制，在港口工程建设的各个环节中要展开对混凝土裂缝成因的研究，对裂缝产生的内外原因和影响因素进行确定，从设计和施工环节进行深入探索，裂缝的控制措施以材料、温度、养护等方面为主，防止大体积混凝土中出现裂缝，从而使港口的建设质量与技术性能得到进一步提高。 
　　参考文献 
　　[1]蔡凌勇，梁志.港口与航道工程大体积混凝土裂缝的施工控制[J].珠江水运，2015（14）.