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摘要:大体积混凝土一直以来都是港口与航道工程施工的重难点,主要原因是大体积混凝土施工中影响因素比较多,极易发生裂缝,在具体施工中,必须采取合理的控制技术,才能更厚的保证港口与航道工程施工质量。基于此,本文结合理论实践,在简要阐述大体积混凝土定义和种类的基础上,分析了引发大体积混凝土裂缝的主要原因,并提出相应的控制技术。希望对同类工程施工建设有一定参考和帮助。
关键词:港口;航道;大体积混凝土;裂缝控制技术
引言
在港口与航道工程施工中,大体积混凝土是常用的施工技术,但受到自身特点的限制,在大体积混凝土施工中,容易形成裂缝,从而影响港口与航道工程的总体施工质量,为保证港口航道通行的安全性,开展港口与航道工程大体积混凝土裂缝控制技术的研究显得尤为必要。
1、大体积混凝土的定义和种类
目前对大体积混凝土尚未形成明确定义,日本建筑学会人为,混凝土结构断面的最小尺寸大于80cm,同时水化热引起混凝土内的最高温和外界气温的差值超过25℃,就是大体积混凝土。我国有的专家学者人为,在混凝土浇筑中基础边长大于20m,厚度大于1m,体积大于400m³的混凝土就是大体积混凝土【1】。也有的专家学者人为,混凝土结构实体最小尺寸不小于1m,或者水泥水化引起的混凝土内外结构温差过大,容易形成裂缝的混凝土就是大体积混凝土。
大体积混凝土的类型,主要根据混凝土的种类、请求性能等进行分类。按照混凝土种类的不同,分为不含钢筋的素混凝土、含有钢筋的混凝土、掺入钢纤维的钢纤维混凝土等;按照请求性能的不同,分为干性混凝土、低流态混凝土、高流态混凝土、常态混凝土等。
2、引发港口与航道工程大体积混凝土裂缝的原因
和普通混凝土相比,大体积混凝土具有结构厚、体型大、钢筋密、一次浇筑量大、施工时间长等特性。由于体积比较大,水化热大,混凝土结构内外温差大,极易形成裂缝。大量工程实例表明,大体积混凝土施工难度大,引发裂缝的因素也比较多,主要体现在以下几个方面:
2.1温度裂缝
大体积混凝土结构内外温度梯度大是引发裂缝的主要原因,在混凝土中添加了水泥,水泥遇水之后会发生水化反应,从而释放出大量热量。而混凝土外部和空气接触,散热速度比较快,混凝土内部热量不易散发,使得混凝土内部热量被“困”在结构内部,导致混凝土内外温差过大,从而形成一定的温度应力。一旦温度应力超过混凝土自身结构的极限强度,就会发生裂缝,影响港口与航道工程外部的美观性和实际使用质量,也不利于通航安全性的提升。
2.2 收缩应力
大体积混凝土浇筑完成之后,混凝土会吸收水分,为水化作用提供水分。随着水分的不断流失,混凝土内部结构也会发生不同程度的改变,引起内部结构收缩,形成收缩应力。当此收缩应力达到或者超过混凝土自身所能承受的最大抗拉强度时,就会发生裂缝。尤其是在港口与航道工程施工中,混凝土用量比较大,水化过程中造成的收缩应力也比较大。这一点也是大体积混凝土发生裂缝的概率,远远大于普通混凝土的主要原因之一,造成的影响和后果也比较严重,在具体施工中必须结合工程特性,采取合理的裂缝控制技术,才能降低裂缝对工程施工质量造成的影响【2】。
2.3其他因素
在港口与航道工程大体积混凝土施工中,引发大体积混凝土裂缝的因素比较多,除温度应力和收缩应力之外,还存在其他方面的影响因素,比如:外部荷载、化学反应等。比如:当大体积混凝土浇筑完成之后,表面还没有完全定型,受到一些外力因素的影响,也会引发混凝土裂缝。除此之外,养护不当、雨雪等会导致混凝土发生不同程度的变形,从而引发裂缝问题。
3、港口与航道工程大体积混凝土裂缝控制技术
在港口与航道工程施工中,一旦发生大体积混凝土裂缝,不但会影响整个工程的总体质量和结构的稳定性,而且造成大量资源的无故浪费和经济损失。因此,在具体施工中,必须高度重视大体积混凝土裂缝控制,利用先进的技术手段,结合工程特性,按照预防为主,治理为辅的原则,制定一系列有利于大体积混凝土裂缝控制的措施,以降低裂缝对港口与航道工程造成的影响,在大体积混凝土施工中,常用的裂缝控制技术有以下几种:
3.1采用科学合理的温控技术
在港口与航道工程大体积混凝土施工中为最大限度上保证施工质量,必须采取一系列科学合理,行之有效的温控技术,从而降低混凝土结构内外温差,保证施工质量。合理优化混凝土结构,加强混凝土配合比控制是降低温度应力影响的主要措施之一。大体积混凝土温度管控的内容主要体现在两个方面,其一是严格控制混凝土的初始温度,其二是严格控制混凝土施工成型之后的温度【3】。因此,在进行混凝土配制之前,需要对骨料做洒水降温处理,如果条件允许,在混凝土搅拌时,可加入适量的冰水,以降低混凝土的初始温度,尽量降低惠混凝土浇筑完成之后,内部和外部的温度差,通过此种方法,可有降低水化热形成的温度应力,可起到预防和减少大体积混凝土裂缝作用。
当混凝土浇筑完成之后,为降低收缩应力对混凝土结构造成的影响,现场施工人员还要通过人工方式进行降温处理,比如:可在混凝土表面加设保温塑料,降低混凝土的内外温差,避免大体积混凝土内部形成较大的应力,引发裂缝。
3.2加强对施工原材料配比质量的开展
不同的港口与航道工程,有其独特的结构形式,对大体积混凝土技术及质量的要求也各不相同,为保证施工质量,保证通航的安全性。需要结合工程特点和现场实际情况,选择合理的水泥种类和混凝土强度的你。在保证质量达标的基础上,尽量避免使用强度过高的水泥材料,因为水泥强度越高,水化反应就越剧烈,释放出的热量也随之增大【4】。在配制混凝土时,要尽量选择质量和性能达标的砂石、外加剂等。并通过多次配比试验,确定最佳的混凝土配合比,从根本上保证大体积混凝土施工质量,降低裂缝发生的几率。
3.3改善施工条件和环境
在港口与航道工程施工中,为有效控制大体积混凝土裂缝,还要为大体积混凝土施工营造一个良好的施工条件和环境,并制定合理的施工工序。严格按照大体积混凝土施工工序进行施工,并控制好各道工序的施工质量,保证工序和工序之间能够无缝对接。避免大体积混凝土中发生应力集中问题【5】。此外,现场施工人员要严格遵循大体积混凝土施工的规定和章程,寻找合理大体积混凝土施工技术和裂缝控制技术。
3.4加强养护管理
大体积混凝土在硬化过程中,受到内部收缩应力的影响,会导致混凝土内部结构发生不同程度的变化,进而引发裂缝。因此。当大体积混凝土浇筑完成之后,要及时进行洒水养护,按照天气变化情况和混凝土内部温度变化情况,及时调整洒水量和洒水次数,为混凝土硬化提供良好的环境,大体积混凝土养护时间不能低于14天。
结束语
综上所述,本文结合理论实践,分析了港口与航道工程大体积混凝土裂缝控制技术,分析结果表明,在大体积混凝土施工中,需要结合工程特性和施工条件,采取有效裂缝控制技术,才能降低裂缝发生的概率,保证工程施工质量,促使我国航运事业稳健发展。
参考文献
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[2]刘华文.对大体积砼施工裂缝成因分析及控制技术的思考[J].绿色环保建材,2019(12):9-9.
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[4]张海平.建筑工程大体积混凝土施工裂缝产生的原因及控制措施探究[J].住宅与房地产,2019(15):87-87.
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