船坞大体积混凝土防裂措施

浅谈船坞大体积混凝土防裂措施

【摘要】船坞工程中，坞口坞墩等经常使用大体积混凝土结构，在浇注过程中容易产生裂缝。水运工程的特殊使用环境对大体积混凝土裂缝有着较高要求。通过对裂缝产生的原因进行分析，结合多年的工作经验，提出预防裂缝产生的技术措施。

【关键词】船坞大体积混凝土裂缝防裂措施

在船坞工程中，坞口坞墩等大体积混凝土结构的体积较大，在浇注后的硬化过程中，容易产生各种裂缝，影响到船坞工程的质量。通过对裂缝产生的原因进行分析，从减少混凝土内外温差、降低外界条件对混凝土变形的约束、提高混凝土抗裂能力等方面提出预防裂缝的技术措施，确保船坞工程的施工质量。

1 裂缝类型及原因

一是温度裂缝。大体积混凝土浇注后的硬化初期，水化产生大量的热量，热量不易散发出去。混凝土内外温差较大时，会产生温度应力和温度变形。当温度应力超过混凝土能够承受的抗拉强度，会导致混凝土开裂。

二是干燥收缩裂缝。混凝土硬化过程中水分逐渐蒸发，使水泥石中的胶凝体逐渐变得干燥而产生收缩变形，混凝土内部会出现较大的拉应力，超过混凝土的抗拉强度时，会产生裂缝。

三是沉降裂缝。混凝土凝结硬化过程中，粗骨料逐渐下沉，一部分水分上升到混凝土表面形成外部泌水，另一部分水分聚集在钢筋和骨料的下部形成水囊，把骨料和水泥砂浆分隔，形成内部泌水。

在水分蒸发后，内部泌水的通路变成了毛细孔道，产生沉降裂缝。

四是基础约束裂缝。混凝土凝结硬化过程中，内部热量逐渐散去，体积也慢慢收缩，如果受到基岩或者老混凝土的约束，会产生拉应力。当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，会产生裂缝。

五是振捣裂缝。大体积混凝土浇注过程中，如果振捣不足，混凝土内部不够密实，造成强度不够，导致混凝土出现裂缝；如果振捣过于频繁，会造成混凝土表面的细骨料多而粗骨料少，导致表面收缩变形增大，产生混凝土表面裂缝。

2 裂缝控制措施

2.1 减少温差

2.1.1 分段和分层浇注

通过合理分段和分层浇注，将水化热进行分散和分时，增加散热面积和散热时间，能够有效降低混凝土内部温度，减少混凝土的内外温差。

2.1.2 降低水化热

一是采用内掺法加入粉煤灰，代替一部分水泥，减少水泥用量，降低水化热和水化热温升的峰值。二是采用外掺法加入高效泵送剂，改善混凝土和易性，降低水灰比，降低水泥用量，降低水化热。三是掺加块石。选用新鲜块石，使用前用淡水清洗并保持湿度，能够减少混凝土的使用量，降低水化热。

2.1.3 降低入模温度

一是控制原料温度。气温较高的季节，碎石在白天进行遮阳处

理，洒水降温，搅拌使用自来水，随用随供，水泥提前运输到现场储存，降至环境温度再使用。二是选择夜间浇注。能够有效降低所有原料温度，既简单又经济。三是降低入模温度。尽量缩短混凝土出机到入模的时间，用湿麻袋覆盖泵送管道，降低入模温度。

2.1.4 加强保温

正常施工条件下，混凝土表面挂铺一层塑料薄膜，然后是两层麻袋。遇到雨天，麻袋外面再铺设一层薄膜，能够防止冷击。冬季施工时，混凝土顶面铺设两层塑料薄膜，中间夹三层草帘。侧模采用保湿模板，外侧挂三层草帘。模板拆除后，混凝土侧面使用两层土工布内衬岩棉毡制成的保温被进行围护。

2.2 减少约束

2.2.1 设置施工缝

通过设置闭合块的方式，进行分段浇注，在段与段之间留置竖向施工缝。减少每次混凝土浇注长度，在各段混凝土浇注且沉降稳定后进行闭合块的浇注，能够降低基底的约束应力。

2.2.2 缩短浇筑间歇期

浇筑后的下层混凝土温度峰值过后，尽快进行上层混凝土浇筑，缩短间歇期，能够减少下层混凝土对新混凝土的约束。

2.2.3 减少基底约束

基岩在机械开挖后进行人工平整，下坞通道底面采用基岩上铺设薄层粗砂滑动层，垫层表面做到平整、光滑，可以明显降低基底对上部混凝土结构的约束。

2.3 提高抗裂能力

2.3.1 掺入膨胀剂

采用内掺法在混凝土中加入抗裂膨化剂，生成大量膨胀结晶水化物，造成混凝土适度膨胀，这些膨胀结晶水化物填充到混凝土毛细孔缝里，增加混凝土的致密性，提高混凝土防渗能力。由于受到钢筋、基岩、老混凝土的约束，混凝土膨胀会产生一定程度的预应力，能够抵消一部分混凝土硬化过程中产生的收缩应力，提高混凝土抗裂能力。

2.3.2 增加钢筋网片

在坞墩四周和顶面、底板顶面的结构主筋外侧增加一层双向抗裂钢筋网片，净保护层设置为30mm，能够有效提高混凝土表面的抗裂能力。

2.3.3 提高施工质量

一是关注天气情况。施工时尽量选择夜间，避开雷雨天气，做好防雨抽水准备。二是防止冷缝。施工前做好各项准备工作，保障施工的连续性，制定应急备用方案，确保混凝土供应及时，避免出现冷缝。三是控制搅拌时间。混凝土中掺入粉煤灰、泵送剂、膨胀剂等，需要充足的搅拌时间，才能保证混凝土搅拌均匀。四是控制坍落度。在施工和易性允许的情况下，尽量降低混凝土坍落度，减少收缩裂缝的出现。五是二次振捣和二次抹面。在混凝土初凝前后，进行二次振捣能够保证混凝土均匀、密实，消除内部缺陷。进行二次抹面，能够确保混凝土表面密实，防止水分散失过快产生收缩裂

缝。六是控制拆模时间。拆模过早会导致水分蒸发过快，出现塑性收缩裂缝。七是加强养护。混凝土初凝后，用塑料薄膜覆盖，再铺设土工布，浇水进行保温保湿。八是施工缝处理。施工缝浇筑前，对接缝处的混凝土表面凿毛，清除垃圾，浇水湿润，先浇筑一层高标号水泥砂浆，再进行施工缝浇筑，并加强振捣。

3 结语

坞口坞墩等大体积混凝土结构，在浇注过程中容易产生裂缝，影响到工程质量。通过分析裂缝产生的原因，有针对性地采取相应的预防措施，严格按照规范要求进行施工，能够有效控制裂缝出现，保证施工质量。

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