李林漢

(華南監(jiān)理公司廣州分公司，廣東廣州510600)

預(yù)應(yīng)力混凝土空心板裂縫分析與防治*

李林漢

(華南監(jiān)理公司廣州分公司，廣東廣州510600)

針對(duì)茂湛鐵路工程某鄉(xiāng)村公路跨鐵路橋梁工程施工中產(chǎn)生豎向裂縫的現(xiàn)象，分析了其產(chǎn)生的原因，并提出了預(yù)防措施。

預(yù)應(yīng)力混凝土;空心板;裂縫

一、裂縫的產(chǎn)生

空心板在混凝土澆筑完成拆模后，沿連接筋豎向產(chǎn)生長(zhǎng)度20－100mm，寬度為0．02－0．06mm裂縫，頂面也出現(xiàn)30－60mm，寬度為0．02－0．9mm的裂縫。鑿開混凝土裂縫發(fā)現(xiàn)，裂縫深度在0－5mm之間，初步叛斷為收縮裂縫或溫度裂縫。不影響空心板的正常使用，但是預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張后，有使混凝土表面抗拉強(qiáng)度降低，致使裂縫長(zhǎng)度、寬度和深度增長(zhǎng)的可能，為此，分析裂縫產(chǎn)生的原因和改進(jìn)措施是完全必要的。

二、裂縫產(chǎn)生的原因分析

鑒于預(yù)應(yīng)力混凝土空心板產(chǎn)生裂縫，技術(shù)人員立即對(duì)施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析。

1、水泥采用海螺牌P．O52．5R，經(jīng)檢驗(yàn)符合規(guī)范要求，水泥用量:370kg/m3、砂663kg/m3、碎石5－20mm1082kg/m3。

水采用自來(lái)水。

粉煤灰(臺(tái)山F類)120kg/m3、外加劑(上海法拉德建材有限公司生產(chǎn))5．88kg/m3均符合規(guī)范要求及中投標(biāo)單位生產(chǎn)的產(chǎn)品。

經(jīng)檢驗(yàn)，碎石和砂含泥量均超標(biāo)，對(duì)混凝土表面裂縫有一定的影響，水泥用量過大，達(dá)到了規(guī)范要求的最高限度，這是混凝土表面產(chǎn)生裂縫的主要因素。

2、設(shè)備因素

對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，如果張拉用的千斤頂油表數(shù)不準(zhǔn)，張拉力超過設(shè)計(jì)值，造成臺(tái)座變形位移，假如澆注完混凝土后，臺(tái)座發(fā)生變形，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂紋。經(jīng)檢查設(shè)備符合要求，臺(tái)座地基滿足要求，沒有發(fā)現(xiàn)臺(tái)座變形、位移、下沉現(xiàn)象。

其中，xmin0為基年中25個(gè)城市該指標(biāo)的最小值，xmax0為基年中該指標(biāo)的最大值。如果某項(xiàng)數(shù)值小于基年的最小值，該項(xiàng)指標(biāo)就會(huì)小于0。

3、施工工藝因素

(1)混凝土的拌制。拌各設(shè)備是經(jīng)驗(yàn)收合格的拌和站強(qiáng)制式攪拌機(jī)，操作方面，拌和時(shí)間1min左右，時(shí)間過短，從而影響混凝土的均勻性，取其坍落度為5．4，判斷水灰比超過了設(shè)計(jì)用量，水灰比過大，混凝土干縮性加大，產(chǎn)生干縮裂縫。

(2)混凝土澆注。工地采用插入式振動(dòng)器振密，振動(dòng)過程出現(xiàn)過振現(xiàn)象，致使混凝土表面粗細(xì)集料離析，靠邊模板的混凝土表面細(xì)集料集中。

(3)混凝土養(yǎng)生。現(xiàn)場(chǎng)操作往往是等混凝土脫模后才開始養(yǎng)生，空心板頂面裸露在大氣中，夏季氣溫達(dá)35℃，加快了水份的蒸發(fā)，致使混凝土表面干縮裂縫。

4、混凝土內(nèi)箍筋的影響因素

由于鋼筋和混凝土膨脹率的差異，鋼材的膨脹率大于混凝土的膨脹率，混凝土表面的拉應(yīng)力小于鋼筋膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，從而使混凝土表面拉裂。

5、混凝土自身應(yīng)力形成的裂縫

(1)收縮裂縫?；炷聊虝r(shí)，一些水份與水泥顆粒結(jié)合，使體積減少，成為凝縮。另一些水份蒸發(fā)，使體積減小，成為干縮。凝縮和干縮合稱為收縮?；炷恋母稍镞^程是由表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的，在混凝土內(nèi)呈現(xiàn)含水梯度。因此產(chǎn)生表面收縮大，內(nèi)部收縮小的不均勻收縮現(xiàn)象，致使表面混凝土承受拉力，內(nèi)部混凝土承受壓力。當(dāng)表層混凝土所產(chǎn)主的拉力超過其擴(kuò)拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。

(2)溫度裂縫。混凝土受水泥水化熱、陽(yáng)光照射、夜間降溫等因素影響出現(xiàn)冷熱變化時(shí)，將發(fā)生收縮和膨脹，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力超過混凝土擴(kuò)拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生裂縫。可以初步推斷是由于水化熱過大引起的溫度裂縫。由于水化熱作用，使混凝土內(nèi)部和外表面溫差過大，這時(shí)內(nèi)部混凝土受壓應(yīng)力，表面混凝土受拉應(yīng)力。由于混凝土抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，表面拉應(yīng)力可能先達(dá)到并超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，而產(chǎn)生間距大致相等的直線裂縫(稱溫差裂縫)，該結(jié)構(gòu)裂縫形態(tài)正是如此。

三、裂縫的預(yù)防措施

1、嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)。進(jìn)場(chǎng)材料必須經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)后方能使用，對(duì)高標(biāo)號(hào)混凝土使用高標(biāo)號(hào)水泥，減少水泥用量，水泥初凝時(shí)間必須大于45min。細(xì)集料使用級(jí)配良好的中砂，細(xì)度模數(shù)MX應(yīng)大于2．6，含泥量小于2%。粗骨料使用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的碎石，含泥量小于1%，針片狀顆粒含量應(yīng)小于5%。嚴(yán)格控制水灰比，保證水的用量控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

2、混凝土凝土拌和。細(xì)致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理?yè)郊铀芑瘎┖蜏p水劑?；炷聊涟韬蜁r(shí)間控制在2min，不能過短，也不能過長(zhǎng)。保證混凝土的均勻性，嚴(yán)格控制加水量，經(jīng)常檢測(cè)混凝土的坍落度，以保證混凝土具有良好的和易性。

3、混凝土的澆注。混凝土澆注應(yīng)選擇一天中溫度較低的時(shí)溫進(jìn)行，混凝土澆注完成后氣溫逐步提高，采用插入式振搗器振搗時(shí)，移動(dòng)間距不應(yīng)超過振搗器作用半徑的1．5倍，對(duì)每一振搗部位必須振搗到混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面出呈平坦、泛漿，邊振動(dòng)徐徐提出振動(dòng)棒，避免過振，造成混凝土離析。

4、混凝土養(yǎng)護(hù)?；炷翝沧⑹諠{完成后，盡快用草簾覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面始終保持在濕潤(rùn)狀態(tài)，不允許混凝土在高溫下裸露曝曬。由于水泥在水化過程中產(chǎn)生很大的熱量，混凝土澆注后必須在側(cè)模外噴水散熱，以免混凝土由于溫度過高、體積膨脹過大，在冷卻后體積收縮過大產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于兩周。

5、芯模。充氣膠氣囊在使用前應(yīng)經(jīng)檢查，不得漏氣，有些空心板混凝土頂面裂縫就是由于混凝土在未達(dá)到2．5MPA時(shí)，芯模漏氣，致使頂面混凝土開裂。因此，預(yù)制之前檢查芯模是否完好非常重要。

四、結(jié)論

通過以上改進(jìn)措施，混凝土表面裂縫逐漸消失。預(yù)應(yīng)力混凝土空心板是橋梁的承重結(jié)構(gòu)，因此，在預(yù)制過程前，一定要制定出施工工藝規(guī)程，對(duì)所有參加施工的人員進(jìn)行技術(shù)交底:掌握關(guān)鍵工序的技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格按規(guī)范要求檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)找出問題的原因，采取合理的措施進(jìn)行解決，確保混凝土空心板的質(zhì)量。

2011－05－17

李林漢(1962－)，男，廣東五華人，助理工程師。