1、试论水工码头混凝土裂缝的成因与处理措施摘要：进入二十世纪以来，中国的港口码头成为世界上最为繁忙的建筑工地，进入历史上规模最大、时间持续最长的段高速成长期。日益多元化的投资体制是驱动这轮港口码头高速成长的最重要的体制动力。混凝土是水工码头建筑的重要组成部分，它的质量安全关乎整个码头的使用状况和耐用年限。本文从海港码头和内陆码头两大方面混凝土裂缝的种类和产生的原因进行分析，并针对提出了解决的方法。 关键词：海港码头；内陆码头；混凝土裂缝；水工码头 中图分类号：TV543+.6 文献标识码：A 文章编号: 引言 2004 年正式实施的港口法首次明确提出，国营、私人和外商投资者在投资建设和经营中国港口
2、码头时享有相同的待遇，港口码头多元化投资的闸门进步打开。国有企业、外资港口码头经营商和部分民营企业已经成为中国港口码头投资的主角。 中国海岸线总长度 3.2 万公里，其中大陆海岸线 1.8 万公里，岛屿海岸线 1.4 万公里。沿大陆海岸线，有许多优良海湾和港口城市，自北而南是：大连、秦皇岛、天津、烟台、青岛、连云港、南通、上海、宁波、温州、福州、厦门、广州、湛江、北海等。 中国境内的河流，仅流域面积在 1000 平方公里以上的就有 1500 多条。全国径流总量达 27000 多亿立方米，相当于全球径流总量的 5.8%。中国河流分为外流河和内流河。注入海洋的外流河，流域面积约占全国陆地总面积的
3、64%。长江、黄河、黑龙江、珠江、辽河、海河、淮河等向东流入太平洋；西藏的雅鲁藏布江向东流出国境再向南注入印度洋。中国还有一条著名的人工河，那就是贯穿南北的大运河。北起北京，南到浙江杭州，沟通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，全长 1801公里，是世界上开凿最早、最长的人工河。 1.混凝土裂缝产生的原因 中国的水工码头数量众多，但却没有世界级别的强港。其原因就是中国的水工码头建筑工艺不精，码头建筑需重复修补。混凝土裂缝是码头建筑中常见的问题故障。混凝土主要是由水泥和水发生水化反应而形成水泥胶体，将砂、石等材料胶合起来的一种非匀质材料，其功能主要是设计用来抗压。混凝土的材料的非均匀性，对混
4、凝土抗拉甚为敏感，故抗拉强度的离散程度远大于抗压强度。 1.1 收缩裂缝 收缩裂缝是当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝。这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，而且纵横交错成龟裂状，形成没有任何规律。这种裂缝大多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等构件。 1.2 超载裂缝 混凝土构件遭受超载作用时造成变形、受力不均等，其结构构件产生的裂缝称为超载裂缝。例如构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下产生斜裂缝并向上、下延伸，一般沿受力钢筋垂直
5、方向或斜向发展。 1.3 沉降裂缝 沉降裂缝是由于结构的基础出现不均匀沉降、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝。随着沉降的进一步发展裂缝会进一步扩大。此类裂缝一般下裂而不鼓，往往会贯通到基础危害极大并且很难处理。不加以防范 后果很严重。 1.4 温度裂缝 当有约束时混凝土热胀冷缩所产生的体积膨胀收缩。因为受约束力的限制在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度强度低容易被温度引起的拉应力拉裂。从而产生温度裂缝当外部环境或结构内部温度发生变化，大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发导致混凝土内外温差较大。是混凝土的形变超过极限即产生温度裂缝。 1.5 海工港口码头混凝土破坏情况比内陆码
6、头更严重，除了以上 4 种裂缝产生原因外，还包括海水侵害 它经受海水中有害离子对水泥的化学侵蚀和冻融、干湿、冲击混凝土建筑物，裂缝成为有害离子（SO42 - Mg2+Cl-）渗入混凝土内部的渠道，使钢筋的化学侵蚀和冻害加剧，导致海工混凝土耐久性下降，安全性能大大降低。 2.在码头混凝土裂缝控制中要特别注意控制温度、添加剂的及时合理使用和前期养护。2.1 温度控制 温度控制主要是为了控制温度应力对裂缝的影响，控制温度的措施如下： 2.1.1 对于大体积混凝土,施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施(埋设散热孔、通水排热等),避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后,应采取必要的
7、蓄水保温措施,表面覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护,以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。特别注意的是避免在雨中或大风中浇灌混凝土。夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温入模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。 2.1.2 采用改善骨料级配，砂选用中粗砂，含泥量小于 3%，清除泥土和石粉，级配要好，从而可能提高混凝土自身的强度，相对可以减少水泥用量，拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度对克服温度裂缝有好处。 2.1.3 对大体积混凝土构建施工时要减小混凝土浇注的分层厚度，在条件允许时减缓混凝土浇注速度，以不出现冷缝为原则。热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度
8、，利用浇筑层面散热；在原有吊装孔基础上增加预留孔，大方块浇注完毕养护时期，吊装孔和预留孔内的养护水由于水泥水化热而造成温度升高，为此，每隔 2-3 小时孔内换一次水，孔内热水沿块体四周流下，既可以降低方块内部的温度，减少混凝土内约束作用。 2.2 选择适当外加剂，尤其是减水剂 可根据设计要求,混凝土中掺加一定用量外加剂,如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性,使用水量减少 20 %左右,水灰比可控制在 0. 55 以下,初凝延长到 5h 左右。使用减水防裂剂防裂主要是因为混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径
9、可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少 25。减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水。提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。 2.3 混凝土的早期养护 混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。只要按照施工规范，科学管理，精心组织安排，积极应对突发情况，就一定能在码头混凝土施工中减少裂缝，将裂缝的危害控制在允许范围内。 2.4 海港码头因其与海水直接接
10、触，海水中富含有害离子 所以海港码头水泥要选用 C3A 含量小于 8%的普通水泥或者抗硫酸盐水泥。在海工混凝土中掺入高效减水剂保持混凝土工作性质不变。减少拌合用水量、降低水灰比，提高海工混凝土的致密性和不透水性。适量掺加优质粉煤灰、矿渣粉等活性混合材料。消耗硅酸盐水泥熟料水化产生的 Ca(OH)2,使混凝土中的含量减少，减轻 NaCL 等对水化硅酸盖的腐蚀。适量掺加海港混凝土抗蚀增强剂。它的成分硫吕酸盐类膨胀剂能起补偿收缩的抗裂作用，高效引气剂能起抗冻作用，高效阻绣剂起防止钢筋锈蚀作用，硅粉和超细磨渣粉起密实，抗腐蚀作用。 3.结语 水工码头混凝土裂缝是结构中普遍存在的一种现象。它不仅会降低码头的抗渗能力影响码头的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀混凝土的碳化。降低材料的耐久性，影响码头的承载能力。因此在施工时贯彻预防为主修补结合的方法，来预防裂缝的出现和发展保证水工码头的构件安全、稳定地工作。 参考文献： 1鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展商品混凝土 2002. 5. 2 刘军试论常见水工混凝土裂缝的种类及预防措施甘肃科技纵横.2008(01). 3薛久东浅谈前湾三期工程混凝土裂缝的防与治港口科技动态，2002，
