论文部分内容阅读
摘要：随着我国经济的快速发展、科学技术的不断进步，各类工程建设规模也不断扩大，混凝土在现代工程建设中占有重要地位。施工中技术和措施控制不当会造成混凝土出现裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在混凝土的原材料质量控制，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。
关键词：港口工程混凝土施工防止裂缝质量控制
Abstract: with the development of China's rapid economic development, science and technology, the engineering construction scale is expanding concrete types, occupies an important position in modern engineering construction. Construction technology and measures can cause improper control of concrete crack, affect the structural integrity and durability. Secondly, in the quality control of raw materials of concrete, the temperature change has significant influence can not be ignored in the stress state of the structure.
Keywords: prevent crack control of construction quality of concrete in Port Engineering
中图分类号： U65 文献标识码： A 文章编号：
港口工程施工中，码头、防波堤等水工建筑物的结构安全和防渗等功能绝大多数由混凝土承担，它关系着建筑物的使用寿命，因此做好混凝土的质量控制显得尤其重要。港口工程混凝土施工阶段的质量控制是由投入质量控制到生产过程的质量控制，再到产出过程质量控制。三个阶段的質量控制，一旦某一阶段出现质量事故就会引发无法衡量的影响和损失。所以，在质量控制的全过程中，要针对影响工程项目的因素进行全面的控制，对环境因素、材料因素、方法因素等进行严格的控制，对项目施工阶段进行质量监督。
一、港口工程混凝土裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。
二、港口工程混凝土质量控制
2.1混凝土组成原材料的质量控制
混凝土的质量及施工工艺在很大程度上受原材料的影响，其力学性能及耐久性也与所选组成材料有着密切联系。砂和石在混凝土中起着填充作用和凝结硬化过程中的抗收缩作用，称为骨料：胶凝材料和水形成浆液，包裹于骨料的表面的同时填充骨料的空隙，硬化之前胶凝浆液赋予拌合物一定的易和性，起到润滑作用，便于施工：硬化之后，胶凝浆液将骨料胶结为一个具有一定强度的坚实整体。所以，对于混凝土组成原料的质量控制至关重要。在胶凝材料的质量控制中，对于水泥要优先选用散装水泥、旋窑水泥，其强度等级要适应混凝土的设计强度等级，并要根据水位变化区、构筑物溢流面和大面积内部混凝构建物等不同项目要求选择不同的硅酸盐水泥。细骨料的砂粒要质地清洁、级配良好、清洁，在有试验依据的前提下使用山砂或特细砂，砂的细度模数应控制在2.4-3.0之间，以便节省水泥及保证混凝土的和易性。粗骨料使用时的最大粒径不能超过钢筋净距3/4及构件断面最小尺寸的1/4。混凝土实心板最大粒径可是板厚的1/2，但不能超过50mm，而少筋和无筋结构选用较大粗骨料粒径。
2.2科学合理配置混凝土
混凝土要顺利施工且达到工程所要求强度等性能，其配合比就需满足施工工艺及工程技术性能的要求，要根据实测数据将试验室配合比换算为施工配合比，准确实现试验室配合比。混凝土的和易性在实际施工中由于条件限制及不完全相适性，也有可能与试验室配合比不完全相同，也要在保证水灰比不变的前提下做出相应的调整，以便符合施工的要求。并且，为了提高混凝土强度，改善其性能使之达到工程的各性能要求，在混凝土中也会掺入不同类型的外加剂，以优化混凝土配合比。混凝土的科学配置能够明显提高早期强度，加快模板周转及施工速度，增加技术及经济的综合效益。
三、防止混凝土裂缝产生
由于港口工程大体积混凝土的快速施工，应该特别注意防止裂缝产生。
3.1将混凝土内外温差控制在25℃以内，尽量使用水化热较低混凝土配合比。因为混凝土原材料的品质和配合比，决定了混凝土热学、力学性能，它从减少混凝土绝热温升、提高抗裂能力两方面防止裂缝的产生。
3.2应该选用放热量低的水泥、减少水泥用量以降低混凝土的绝热温升；掺入外加剂（主要指减水剂）、掺和料（主要为粉煤灰）以减少用水量，改善混凝土的和易性和强度；以及选用材质好、级配佳的粗细骨料，减小混凝土的线胀系数，掺入膨胀剂、减缩剂。减少收缩量等。控制混凝土的水灰比，获得小的混凝土强度离差系数，提高强度保证率，必须控制、测定砂的含水率，在水和砂子的配料中，适当减水、增砂，达到控制搅拌用水的配比量。水工混凝土每立方米水的配比量只有150kg左右，其计量允许偏差只有1.5kg，加强对砂子含水率变化的监视，及时调整配比。而实际的含水率需要通过定时直接测量的办法测定。
四、 混凝土搅拌与浇注技术
混凝土搅拌、浇筑工艺直接影响工程质量。目前，在一些中小港口工程，混凝土广泛采用单机生产方式。同时施工队伍水平不齐，致使混凝土生产处于低质量、无监测、无数据的状态，由此造成的工程质量低下、耐久性不高、工程使用年限低于设计寿命，致使工程过早损坏的事例也屡见不鲜。因此，要保证工程的高质量必须全面推广集中搅拌的预拌混凝土生产。
混凝土在搅拌时要严格控制配合比的数据，砂石计量要准确，操作人员不能随意加减用水量，技术人员应按照工程人员提出的各项技术要求对混凝土配合比进行适当调整。
浇筑混凝土的温度影响，决定于混凝土本身储备的热能，由于混凝土温度与外界气温有差别，在混凝土与周围环境之间就会产生热交换，新拌混凝上热量变化情况，除了水泥的水化增加混凝土热量外，其余部属于混凝土与周围环境的热交换。
当环境温度很低时，这种热交换会很快地降低混凝土的温度，对新拌制混凝土而言，温度降低的快慢决定了水化程度的大小，换而言之，温度降低愈快强度的增长愈慢。当混凝土过早的受冻后，强度就不会再增长，尚在混凝土内部的游离水分也就愈高，结冰后的冻胀应力就愈大，混凝土就容易造成破坏。
五、混凝土冬季施工措施
冬季混凝土浇筑后的最初几个小时是危险性最大的时刻，混凝土的耐久性可能被一两次冻融循环产生严重损坏。通过观察发现只要使新拌混凝土还温一定时间，让混凝土达到临界强度，就可以不怕冻害。所谓临界强度，指的是新拌混凝土在受冻后再回复还温养护，强度可继续增长，并达到设计标号95%以上时所需要的初时强度。达到临界强度时的混凝土已有相当一部分拌合水固定到已经形成的水化物中，此时可冻结的水量较少，混凝土本身已具有了一定强度，产生了一定的抗冻能力。实际上混凝土的冬季施工主要解决以下2个问题：①防止混凝土受冻；②提高混凝土强度，特别是早期强度。常见的技术解决措施有：
(1)掺防冻剂方法。在混凝土冬季施工的诸多方法中，采用外加剂是一种比较简单而经济的方法。它比之于电热法、蒸汽法、暖栅法，远红外法等措施加热，设备投资、能源消耗、设备维修都可省去，还可节约冬季费用。
(2)材料预热法。把沙子及拌合水预先加热，再去搅和拌合混凝土。骨料加热可以通蒸汽，也可以用铁板炒热。但是加热水和沙子时，温度最高不得超过60℃，水温最高不得超过80℃，因为温度过高时水泥会产生假凝现象。这种做法主要是为水泥的水化作用保持一个比较高的初始条件。如果蓄热保温做得好，可使混凝土在浇筑后一段时间内温度保持在入模温度水平。试验证明当空气温度在l0℃，入模温度宜控制在15—20℃，只要蓄热保温做得好（如混凝土表面用岩棉被充分覆盖），使混凝土温度保持在15℃，那么C20混凝土48h也可以超过3.5MPa。一般当气温在0℃左右时，可以只加热水，而不用加热沙子。
(3)蓄热保温法。主要做法是用覆盖物来保持混凝土入模温度和由水化热产生的温度不致逸散，并避免受外界自然低温的侵袭。蓄热保温措施是现阶段混凝土冬季施工优先选择的有效方法，既简单易行，又成本低廉。一般的覆蓋材料为岩棉被、塑料膜等，也可以考虑用草帘、草袋、锯末、稻壳等，主要防止引起火灾。最好是用岩棉被或塑料膜，既保温又保水。因为冬季施工是禁止洒水养护的。
(4)掺加克拉丝纤维法。冬季施工中经常使用的是掺外加剂和综合蓄热法共同使用，掺用防冻剂后，表面再采取加盖岩棉被、塑料薄膜等方法。这种做法比单独使用防冻剂时的掺加量要少得多，既保证混凝土的质量，又会加快工程的进度。
结束语；
总之，要控制好港口混凝土工程的质量是关键，如施工质量不好，便构成隐患且难以检查及补救。同时，要紧抓施工环节，严格施工过程的管理也是非常重要的，只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量。
关键词：港口工程混凝土施工防止裂缝质量控制
Abstract: with the development of China's rapid economic development, science and technology, the engineering construction scale is expanding concrete types, occupies an important position in modern engineering construction. Construction technology and measures can cause improper control of concrete crack, affect the structural integrity and durability. Secondly, in the quality control of raw materials of concrete, the temperature change has significant influence can not be ignored in the stress state of the structure.
Keywords: prevent crack control of construction quality of concrete in Port Engineering
中图分类号： U65 文献标识码： A 文章编号：
港口工程施工中，码头、防波堤等水工建筑物的结构安全和防渗等功能绝大多数由混凝土承担，它关系着建筑物的使用寿命，因此做好混凝土的质量控制显得尤其重要。港口工程混凝土施工阶段的质量控制是由投入质量控制到生产过程的质量控制，再到产出过程质量控制。三个阶段的質量控制，一旦某一阶段出现质量事故就会引发无法衡量的影响和损失。所以，在质量控制的全过程中，要针对影响工程项目的因素进行全面的控制，对环境因素、材料因素、方法因素等进行严格的控制，对项目施工阶段进行质量监督。
一、港口工程混凝土裂缝的原因
混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。
二、港口工程混凝土质量控制
2.1混凝土组成原材料的质量控制
混凝土的质量及施工工艺在很大程度上受原材料的影响，其力学性能及耐久性也与所选组成材料有着密切联系。砂和石在混凝土中起着填充作用和凝结硬化过程中的抗收缩作用，称为骨料：胶凝材料和水形成浆液，包裹于骨料的表面的同时填充骨料的空隙，硬化之前胶凝浆液赋予拌合物一定的易和性，起到润滑作用，便于施工：硬化之后，胶凝浆液将骨料胶结为一个具有一定强度的坚实整体。所以，对于混凝土组成原料的质量控制至关重要。在胶凝材料的质量控制中，对于水泥要优先选用散装水泥、旋窑水泥，其强度等级要适应混凝土的设计强度等级，并要根据水位变化区、构筑物溢流面和大面积内部混凝构建物等不同项目要求选择不同的硅酸盐水泥。细骨料的砂粒要质地清洁、级配良好、清洁，在有试验依据的前提下使用山砂或特细砂，砂的细度模数应控制在2.4-3.0之间，以便节省水泥及保证混凝土的和易性。粗骨料使用时的最大粒径不能超过钢筋净距3/4及构件断面最小尺寸的1/4。混凝土实心板最大粒径可是板厚的1/2，但不能超过50mm，而少筋和无筋结构选用较大粗骨料粒径。
2.2科学合理配置混凝土
混凝土要顺利施工且达到工程所要求强度等性能，其配合比就需满足施工工艺及工程技术性能的要求，要根据实测数据将试验室配合比换算为施工配合比，准确实现试验室配合比。混凝土的和易性在实际施工中由于条件限制及不完全相适性，也有可能与试验室配合比不完全相同，也要在保证水灰比不变的前提下做出相应的调整，以便符合施工的要求。并且，为了提高混凝土强度，改善其性能使之达到工程的各性能要求，在混凝土中也会掺入不同类型的外加剂，以优化混凝土配合比。混凝土的科学配置能够明显提高早期强度，加快模板周转及施工速度，增加技术及经济的综合效益。
三、防止混凝土裂缝产生
由于港口工程大体积混凝土的快速施工，应该特别注意防止裂缝产生。
3.1将混凝土内外温差控制在25℃以内，尽量使用水化热较低混凝土配合比。因为混凝土原材料的品质和配合比，决定了混凝土热学、力学性能，它从减少混凝土绝热温升、提高抗裂能力两方面防止裂缝的产生。
3.2应该选用放热量低的水泥、减少水泥用量以降低混凝土的绝热温升；掺入外加剂（主要指减水剂）、掺和料（主要为粉煤灰）以减少用水量，改善混凝土的和易性和强度；以及选用材质好、级配佳的粗细骨料，减小混凝土的线胀系数，掺入膨胀剂、减缩剂。减少收缩量等。控制混凝土的水灰比，获得小的混凝土强度离差系数，提高强度保证率，必须控制、测定砂的含水率，在水和砂子的配料中，适当减水、增砂，达到控制搅拌用水的配比量。水工混凝土每立方米水的配比量只有150kg左右，其计量允许偏差只有1.5kg，加强对砂子含水率变化的监视，及时调整配比。而实际的含水率需要通过定时直接测量的办法测定。
四、 混凝土搅拌与浇注技术
混凝土搅拌、浇筑工艺直接影响工程质量。目前，在一些中小港口工程，混凝土广泛采用单机生产方式。同时施工队伍水平不齐，致使混凝土生产处于低质量、无监测、无数据的状态，由此造成的工程质量低下、耐久性不高、工程使用年限低于设计寿命，致使工程过早损坏的事例也屡见不鲜。因此，要保证工程的高质量必须全面推广集中搅拌的预拌混凝土生产。
混凝土在搅拌时要严格控制配合比的数据，砂石计量要准确，操作人员不能随意加减用水量，技术人员应按照工程人员提出的各项技术要求对混凝土配合比进行适当调整。
浇筑混凝土的温度影响，决定于混凝土本身储备的热能，由于混凝土温度与外界气温有差别，在混凝土与周围环境之间就会产生热交换，新拌混凝上热量变化情况，除了水泥的水化增加混凝土热量外，其余部属于混凝土与周围环境的热交换。
当环境温度很低时，这种热交换会很快地降低混凝土的温度，对新拌制混凝土而言，温度降低的快慢决定了水化程度的大小，换而言之，温度降低愈快强度的增长愈慢。当混凝土过早的受冻后，强度就不会再增长，尚在混凝土内部的游离水分也就愈高，结冰后的冻胀应力就愈大，混凝土就容易造成破坏。
五、混凝土冬季施工措施
冬季混凝土浇筑后的最初几个小时是危险性最大的时刻，混凝土的耐久性可能被一两次冻融循环产生严重损坏。通过观察发现只要使新拌混凝土还温一定时间，让混凝土达到临界强度，就可以不怕冻害。所谓临界强度，指的是新拌混凝土在受冻后再回复还温养护，强度可继续增长，并达到设计标号95%以上时所需要的初时强度。达到临界强度时的混凝土已有相当一部分拌合水固定到已经形成的水化物中，此时可冻结的水量较少，混凝土本身已具有了一定强度，产生了一定的抗冻能力。实际上混凝土的冬季施工主要解决以下2个问题：①防止混凝土受冻；②提高混凝土强度，特别是早期强度。常见的技术解决措施有：
(1)掺防冻剂方法。在混凝土冬季施工的诸多方法中，采用外加剂是一种比较简单而经济的方法。它比之于电热法、蒸汽法、暖栅法，远红外法等措施加热，设备投资、能源消耗、设备维修都可省去，还可节约冬季费用。
(2)材料预热法。把沙子及拌合水预先加热，再去搅和拌合混凝土。骨料加热可以通蒸汽，也可以用铁板炒热。但是加热水和沙子时，温度最高不得超过60℃，水温最高不得超过80℃，因为温度过高时水泥会产生假凝现象。这种做法主要是为水泥的水化作用保持一个比较高的初始条件。如果蓄热保温做得好，可使混凝土在浇筑后一段时间内温度保持在入模温度水平。试验证明当空气温度在l0℃，入模温度宜控制在15—20℃，只要蓄热保温做得好（如混凝土表面用岩棉被充分覆盖），使混凝土温度保持在15℃，那么C20混凝土48h也可以超过3.5MPa。一般当气温在0℃左右时，可以只加热水，而不用加热沙子。
(3)蓄热保温法。主要做法是用覆盖物来保持混凝土入模温度和由水化热产生的温度不致逸散，并避免受外界自然低温的侵袭。蓄热保温措施是现阶段混凝土冬季施工优先选择的有效方法，既简单易行，又成本低廉。一般的覆蓋材料为岩棉被、塑料膜等，也可以考虑用草帘、草袋、锯末、稻壳等，主要防止引起火灾。最好是用岩棉被或塑料膜，既保温又保水。因为冬季施工是禁止洒水养护的。
(4)掺加克拉丝纤维法。冬季施工中经常使用的是掺外加剂和综合蓄热法共同使用，掺用防冻剂后，表面再采取加盖岩棉被、塑料薄膜等方法。这种做法比单独使用防冻剂时的掺加量要少得多，既保证混凝土的质量，又会加快工程的进度。
结束语；
总之，要控制好港口混凝土工程的质量是关键，如施工质量不好，便构成隐患且难以检查及补救。同时，要紧抓施工环节，严格施工过程的管理也是非常重要的，只有在施工过程中严格控制才能确保工程质量。