預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫分析與防治

司加友 黃亞坤

（1.山東黃河工程集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.濟(jì)南中堅(jiān)建設(shè)檢測試驗(yàn)有限公司，山東 濟(jì)南 250022）

0 概述

預(yù)應(yīng)力空心板是橋梁工程的主要受力結(jié)構(gòu)，保證混凝土的預(yù)制質(zhì)量至關(guān)重要。下面是某工程的施工的有關(guān)參數(shù)。

結(jié)構(gòu)類型：30m 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板；設(shè)計(jì)強(qiáng)度：50Mpa；配合比：水泥：砂∶碎石∶水∶減水劑=1：1.3：2.3：0.3：0.01；水泥：P.O 42.5R；減水劑：FDN-5 高效減水劑。

1 裂縫的產(chǎn)生

空心板在拆模后，沿連接筋豎向產(chǎn)生長度50～150mm，寬度為0.02～0.08mm 的裂縫，頂面也出現(xiàn)50～100mm，寬度為0.02～0.12mm 的裂縫。鑿開混凝土裂縫發(fā)現(xiàn)，裂縫深度在0～5mm 之間，初步判定為收縮裂縫或溫度裂縫。

裂縫的產(chǎn)生使混凝土滲水性增大，混凝土暴露表面增加，使混凝土早期老化，嚴(yán)重降低混凝土的強(qiáng)度，從而影響其耐久性，并縮短其使用壽命。預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張后，有使混凝土頂面抗拉強(qiáng)度降低，致使裂縫長度、寬度和深度增長的可能。為此，分析裂縫產(chǎn)生的原因是完全必要的。

2 裂縫產(chǎn)生的原因分析

2.1 原材料因素

水泥采用42.5R，用量600kg；碎石級配合理，含泥量0.7%，符合規(guī)范要求；壓碎值8.9%＜12%，不符合規(guī)范要求；砂細(xì)度模數(shù)Mx=2.7，級配符合規(guī)范要求，含泥量3.1%＞2%，不符合規(guī)范要求；水采用飲用水，符合要求；減水劑符合規(guī)范要求。

碎石硬度低、砂子含泥量超標(biāo)，對混凝土表面裂縫有一定影響；水泥用量過大，達(dá)到了規(guī)范要求的最高限度（高強(qiáng)混凝土由于其水泥用量大多在450～600kg/m3，是普通混凝土的1.5～2 倍），這樣在混凝土硬化過程中，水化熱大，將加大混凝土的最高溫升，從而使混凝土的溫度收縮應(yīng)力加大，導(dǎo)致產(chǎn)生收縮裂縫。這是混凝土表面產(chǎn)生裂縫的主要因素。

2.2 施工工藝因素

2.2.1 混凝土的拌制

拌和設(shè)備是750型強(qiáng)制式攪拌機(jī)，拌和時間為50S 左右。拌合時間過短，從而影響混凝土的均勻性，其坍落度為9.5，判定水灰比過大，混凝土干縮量加大，產(chǎn)生干縮裂縫。

2.2.2 混凝土養(yǎng)生

混凝土澆筑完成后未及時養(yǎng)生，空心板頂面裸露在大氣中，夏季最高氣溫達(dá)35℃，加快了水份的蒸發(fā)，致使表面干縮裂縫。

2.3 混凝土自身應(yīng)力形成的裂縫

2.3.1 收縮裂縫

混凝土在凝固過程中凝固同時產(chǎn)生凝縮和干縮，統(tǒng)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，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)生的拉力超過其抗拉強(qiáng)度時，便產(chǎn)生收縮裂縫。

2.3.2 溫度裂縫

混凝土受水泥水化放熱、陽光照射、夜間降溫等因素影響而出現(xiàn)冷熱變化時，將發(fā)生收縮和膨脹，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，溫度應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時，即產(chǎn)生裂縫。由于水化熱作用，使混凝土內(nèi)部與外表面溫差過大，這時內(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。

3 裂縫的預(yù)防措施

3.1 嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)

進(jìn)場材料必須經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)后方能使用，對高標(biāo)號混凝土使用高標(biāo)號水泥，減少水泥用量，水泥初凝時間必須大于45 分鐘。細(xì)集料使用級配良好的中砂，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、級配良好的碎石，含泥量小于1%。

3.2 混凝土拌和

嚴(yán)格控制集料配比，合理摻加減少劑?；炷涟韬蜁r間控制在2min。攪拌時間短，混合料不均勻，時間過長，會破壞材料的結(jié)構(gòu)。嚴(yán)格控制水灰比，降低用水量，經(jīng)常檢測混凝土的坍落度，以保證混凝土具有良好的流動性和易性。

3.3 混凝土的澆注

澆注應(yīng)選擇溫度較低的時間進(jìn)行，采用插入式振搗器振搗時，移動間距不應(yīng)超過振搗器作用半徑的1.5 倍，對每一振搗部位必須振動到混凝土停止下沉，不在冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，邊振動邊徐徐提出振動棒，避免漏振和過振，造成混凝土離析。

3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

不論是收縮裂縫還是溫度裂縫，混凝土的養(yǎng)護(hù)最為關(guān)鍵?；炷翝沧⑹諠{完成后，盡快草簾覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面始終保持在濕潤狀態(tài)，不允許混凝土在高溫下裸露暴曬。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)時間不少于兩周。

3.5 芯模

充氣膠囊在使用前應(yīng)經(jīng)過檢查，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，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格外重要。

4 結(jié)論

通過以上改進(jìn)措施，混凝土表面裂縫逐漸消失。因此，在預(yù)制過程前，一定要制定出施工工藝規(guī)程，對所有參與施工的人員進(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)范要求檢測各項(xiàng)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)異常，及時找出問題產(chǎn)生的原因，采取合理的處理措施加以解決，確?；炷量招陌宓念A(yù)制質(zhì)量。