論碼頭工程砼面層裂縫的成因及處理

論碼頭工程砼面層裂縫的成因及處理

論文摘要：本碼頭施工的面層裂縫現象較為常見，但不容忽視，關系到施工的質量。碼頭混凝土砼面層裂縫表現地尤為突出。有必要采取一定的設計與施工措施，可以克服并控制住很多的裂縫。為了進一步加強對碼頭砼面層混凝土裂縫的認識，盡量避免工程中出現危害較大的裂縫，本文對碼頭砼面層混凝土建筑物裂縫的種類和產生的原因進行分析，以方便設計、施工，找出控制裂縫的可行辦法，達到防患于未然的作用 。從幾個方面分析了產生的原因，并針對提出了解決的方法。
關鍵詞：碼頭 裂縫 處理方法
　　一、工程概況
　　京杭運河常州市區段改線工程建設的西港池全長1195m，港區陸域占地面積247畝，碼頭前沿設置18個泊位：散貨泊位7個（1000T泊位4個，500T泊位3個），件雜貨泊位6個，多用途泊位5個。起訖樁號為6K+510～7K+705，其主體結構形式為鋼筋砼扶壁式碼頭。
　　
　　二、混凝土收縮引起的裂縫
　　
　　混凝土主要是由水泥和水發生水化反應而形成水泥膠體，將砂、石等材料膠合起來的一種非勻質材料，其功能主要是設計用來抗壓�；炷�土的材料的非均勻性，對混凝土抗拉甚為敏感，故抗拉強度的離散程度遠大于抗壓強度。混凝土裂縫絕大多數是由抗拉強度和極限拉伸不足而引起的�；炷�土澆筑后，其裂縫有粘著裂縫和水泥石裂縫，粘著裂縫主要是在混凝土干燥硬化的水化過程中，由于水泥石、骨料的干縮系數不同，在水泥石與骨料間產生極為微細的分裂裂縫，當混凝土受溫濕作用，產生內力時，粘著裂縫就慢慢擴大，深入附近的水泥石，而在混凝土面層產生網狀連續的裂縫。
　　在沒有外部荷載作用時，施工期碼頭面層出現裂縫主要是混凝土自身的收縮變形超過其拉伸極限而引起的，而影響該變形的因素有組成材料的性質、水灰比、外界約束、時間及環境溫濕度等。混凝土的收縮分為硬化收縮、塑性收縮、失水干縮，當收縮變形得不到滿足時，將引起變形應力（內應力）。工程上80％的裂縫是因變形而產生的，具體分以下幾種情況：
　　1、硬化收縮 混凝土的收縮過程實際上是水泥和水發生水化作用的過程，在此過程中，混凝土的收縮變形可正可負，普通硅酸鹽水泥混凝土的收縮變形是正的，即縮小變形，而礦碴硅酸鹽水泥及摻粉煤灰混凝土的收縮變形是負的，即膨脹變形，對抵抗裂縫的產生有利。
　　2、塑性收縮 混凝土澆筑4～10h左右，水泥水化反應劇烈，水泥凝膠的晶體結構越來越多，出現泌水和水分急劇蒸發現象，引起失水收縮，這都發生在初凝過程，終凝以前。一般情況下，碼頭面層的頂面先干，內部后干，致使外部發生塑性收縮，而內部還未發生，這時就使面層頂部任一微小的單元體受到變形產生的拉應力作用。而此時混凝土處于凝結過程或硬化初期，抗拉強度極低，極易產生裂縫。
　　3、失水干縮 混凝土中含有大量的空隙，粗細毛細孔。這些空隙、毛細孔中存在著以物理力學結合水方式存在的自由水及以物理化學方式結合的吸附水。當環境干燥，太陽直射時，自由水先期蒸發，并且在細孔及微細毛細孔中產生毛細壓力，水泥石承受毛細壓力后產生壓縮變形。待毛細水蒸發后，進一步蒸發吸附水，首先蒸發晶格間的水分，其次蒸發分子層中的吸附水。因為砂、石的壓縮率低，水泥石的壓縮率高，所以這些水分的蒸發引起顯著的水泥石壓縮，產生混凝土干縮變形的主要部分，也即碼頭面層裂縫的主要原因。
　　處理及解決辦法主要有：
　　1、在混凝土中加鋪鋼絲網或加一種防裂材料丙綸纖維，規格19mm，添加量為0.8-～0.9kg/m3，這樣可以減少混凝土的沉降收縮；同時可以提高混凝土的抗拉強度，增強混凝土的韌性。
　　2、在混凝土澆注過程中，對于局部表面出現的泌水，用海棉或其他工具及時析出。完成后馬上用塑料薄膜將砼表面覆蓋，防止水分蒸發。
　　3、經過多次壓光抹面后，在混凝土初凝后，先用塑料薄膜將砼表面覆蓋養生。等混凝土終凝后，改用粘墊覆蓋，并灑水濕潤養護

　　三、施工人為因素引起裂縫處理辦法
　　
　　1、混凝土攪拌時間太短，則拌出的混凝土不均勻，水泥漿不能將骨料充分包裹，甚至本該與水泥結合的水成了自由水，而水泥得不到水化，這樣既增大了內部孔隙率，又降低了混凝土的強度，同時表層水泥砂漿因未拌勻，受不均勻材料的脹縮作用會產生無規則網狀裂縫。
　　2、混凝土攪拌時間太長，細骨料因磨損將增加表面積，在不增加用水量的情況下，和易性必然降低，而且在不停的攪拌中，水分會揮發，混凝土和易性更低。這就可能使得澆筑不均勻，或者發生塑性收縮，或者發生材料離析，導致面層裂縫。
　　3、澆筑速度太快，由于碼頭面層較薄，單位面積上需要的混凝土量較少，如果澆筑太快，振搗、抹面跟不上，混凝土中的水分蒸發變干，工人有時就會加水。一方面來不及全面振搗會使振搗不密實，混凝土沉陷、泌水；另一方面人為加水，改變水灰比，又無法充分拌和，會在混凝土內部產生不均勻的自由水，增加孔隙率，也就增大了混凝土的干縮，導致裂縫發生。
　　 4、早期養護不當，因為碼頭面層較薄，面積較大，水分極易在陽光、風力作用下揮發。而早期混凝土抵抗變形的能力相對較弱，根據混凝土收縮的微觀原理，必須降低其內部自由水和吸附水的蒸發速度，所以必須在混凝土結硬后就要進行恰當的養護。養護不當，水分揮發的越早、越快，則裂縫產生的越早、越快，現象就越嚴重。
　　5、施工原因引起的裂縫應從施工管理、監理方面進行嚴格控制，主要有針對性的做好幾個方面：
　�。�1）嚴格控制混凝土攪拌時間，不能太短或太長，攪拌時間太短易造成水泥漿與骨料不能充分包裹，降低混凝土的強度；攪拌時間太長會造成細骨料磨損，減少和易性，造成澆筑不均勻；一般自落式攪拌機攪拌時間不少于2分鐘，有條件情況下最好進行試拌，調整確定具體攪拌時間；
　　（2）控制混凝土的澆筑速度，特別是氣溫較高時，澆筑、振搗、抹面三個環節要配合得當，不能脫節，同時禁止在施工過程是隨意增減用水量，確保水灰比；
　�。�3）加強混凝土的早期養護，混凝土養護期間應重點加強混凝土的濕度和溫度控制，盡量減少表面混凝土的暴露時間，及時對混凝土暴露面進行緊密覆蓋（可采用蓬布、塑料布等進行覆蓋），防止表面水分蒸發。暴露面保護層混凝土初凝前，應卷起覆蓋物，用抹子搓壓表面至少二遍，使之平整后再次覆蓋，此時應注意覆蓋物不要直接接觸混凝土表面，直至混凝土終凝為止。
　　
　　四、結 語
　　
　　本文對混凝土裂縫成因與防治措施之間的關系進行了理論和實踐上的初步探討，混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵，在施工中應切實重視起來，最好采用混凝土養護劑養護措施。這就要求技術人員在具體施工中要多觀察、多比較、多分析、多總結，根據工程的不同情況，采取不同的方法進行防止，混凝土的裂縫是完全可以避免的。
　　
　　參考文獻：
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