鋼筋混凝土管片裂紋成因研究及控制措施

[摘要]結(jié)合鄭州市河南康暉水泥制品有限公司管片生產(chǎn)的實際情況，針對管片在生產(chǎn)中出現(xiàn)的規(guī)律性裂紋，從原材料、配合比、混凝土施工和養(yǎng)護等幾個方面分析了裂紋產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的糾正預(yù)防措施，通過實施得到了很好的控制。

[關(guān)鍵詞]鋼筋；混凝土管片；裂紋；成因研究；控制措施

1、管片參數(shù)及生產(chǎn)情況

襯砌環(huán)管片的基本參數(shù)如下：襯砌環(huán)直徑：外徑6200mm，內(nèi)徑5500mm，襯砌環(huán)分為6塊，襯砌厚度350mm，襯砌寬度1500mm，在生產(chǎn)中，偶爾會在管片外弧面及側(cè)端面出現(xiàn)非貫穿性裂紋，雖然該裂紋符合《預(yù)制混凝土襯砌管片》（GB/T22082-2008）中規(guī)定的非貫穿性裂紋：內(nèi)表面不允許，外表面裂紋寬度不超過0.02mm的要求及施工圖設(shè)計的要求；但我公司領(lǐng)導(dǎo)卻高度重視，不允許管片出現(xiàn)一點影響管片外觀質(zhì)量及內(nèi)在質(zhì)量問題的出現(xiàn)。針對以上裂紋，由生產(chǎn)部牽頭，結(jié)合試驗室、材料部、質(zhì)檢部及生產(chǎn)車間領(lǐng)班人員共同研究；針對裂紋情況，分析該裂紋產(chǎn)生的原因，制定了預(yù)防措施；

2、防止生產(chǎn)中再次出現(xiàn)該裂紋，具體措施有以下幾點：

2.1、優(yōu)化管片配合比

管片設(shè)計強度C50.抗?jié)B等級P12.混凝土配合比設(shè)計的目標(biāo)是經(jīng)濟上合理，技術(shù)上先進，工作性良好。在充分考慮到我公司生產(chǎn)的實際情況，確定了混凝土管片的澆注要求：

①降低坍落度，控制入模坍落度為70mm-90mm之間，低坍落度還對生產(chǎn)進度有所保證，在流水線施工的情況下，可以在保證脫模強度的情況下盡可能的多生產(chǎn)管片。

②減少水泥用量，有利于減少水泥水化熱的產(chǎn)生，減小混凝土出現(xiàn)由于水泥水化熱引起裂紋的可能性。

③摻加適量的礦物摻合料，增加混凝土的和易性，便于施工澆注。

④摻加早強型聚羧酸高性能減水劑，，在減少用水量的同時不影響混凝土的工作性，而且還能提高混凝土的早期強度，對生產(chǎn)有利。

2.2原材料質(zhì)量控制措施

原材料進場后，由材料部及時通知試驗室進行取樣檢測，檢驗合格后方可投入到生產(chǎn)中去，具體原材料的檢驗及進場驗收指標(biāo)如下：

①水泥采用強度等級為42.5的普通硅酸鹽，堿含量小于0.60%，C3A含量不宜超過8%，水泥比表面積≤350m2/Kg.其質(zhì)量特性必須符合《通用硅酸鹽水泥》（GBl75-2007）相關(guān)規(guī)定的要求。

②粉煤灰：粉煤灰原材必須符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范規(guī)定的F類1級粉煤灰的標(biāo)準(zhǔn)要求。

③礦粉：礦粉必須符合《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》（GB/T18046-2008）標(biāo)準(zhǔn)中$95級相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

④細(xì)骨料：采用天然河砂，品質(zhì)符合《建筑用砂》（GB/T14684-2011）的規(guī)定，采用細(xì)度模數(shù)為2.5-2.9的2區(qū)顆粒級配，粒徑0.06mm累計篩余量不小于65%，粒徑0.015mm累計篩余量不小于95%，砂中含泥量≤1.5%，泥塊含量≤0.5%。

⑤粗骨料：不使用堿活性骨料，使用碎石品質(zhì)符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）要求的級配良好，粒徑為5～20連續(xù)級配，碎石中的含泥量≤0.7%，泥塊含量≤0.3%，吸水率≤1%，針、片狀含量≤8%。

⑥外加劑：外加劑的品質(zhì)符合《混凝土外加劑》（GB/T8076-2008）及相關(guān)規(guī)范的要求。

2.3混凝土澆注施工

2.3.1減少混凝土的收縮裂縫

混凝土的收縮裂縫主要是在早期形成。為防止和減少混凝土的收縮裂縫，在管片生產(chǎn)施工過程中，采用覆蓋薄膜及合理的蒸養(yǎng)制度以及浸水養(yǎng)護等辦法來減少混凝土的塑性收縮以及干燥收縮裂縫。

2.3.2控制混凝土的浮漿

混凝土的浮漿是混凝土施工過程中常見的現(xiàn)象。在處理管片混凝土的浮漿問題方面，在施工中：

①粗骨料要符合標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度在設(shè)計的范圍內(nèi)，提高混凝土的和易性，粘聚性，不允許混凝土出現(xiàn)離析或泌水現(xiàn)象；

②在管片澆注過程中，分三層下料，每層之間間隔40秒左右，根據(jù)混凝土的坍落度控制振搗時間，一般控制在5分鐘左右。采用合理的振動點和振動時間，減少浮漿和氣孔。

2.4混凝土管片養(yǎng)護

2.4.1濕潤養(yǎng)護

混凝土初凝后蓋上吸水性強不易脫色的纖維織物，進行濕潤養(yǎng)護；

2.4.2蒸汽養(yǎng)護

為加快模具的周轉(zhuǎn)，提高混凝土管片的起吊強度，采取蒸汽養(yǎng)護。管片光好面后，用薄膜覆蓋，進入蒸汽養(yǎng)護室進行養(yǎng)護。具體操作要求按以下要求進行：

①從成型到輸入蒸汽此段時間為靜停時間，靜停時間不得少于2小時。

②為防止因溫度升高使混凝土各組分膨脹損害內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在自然溫度下，每小時升溫10～15℃.禁止超過20℃。

③蒸養(yǎng)溫度應(yīng)控制在55～60℃，最高不得超過80℃。

④蒸汽養(yǎng)護室分為升溫區(qū)、恒溫區(qū)、降溫區(qū)，蒸養(yǎng)溫度用電子控制器自動控制。

⑤堅決執(zhí)行降溫制度，到設(shè)定的降溫區(qū)后用電子溫度控制器控制降溫的速度，逐步降溫.降溫速度不得高于20℃/小時。

⑥為防止在降溫階段混凝土失水產(chǎn)生表面干縮而可能產(chǎn)生表面裂縫，也為防止因內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫差裂縫，所以蒸養(yǎng)完成后管片要在降溫區(qū)降溫足夠的時間后才可脫模。

2.4.3水池養(yǎng)護

管片出模后冷卻至與自然溫度溫差不超過20℃時入水池養(yǎng)護，保證管片的養(yǎng)護質(zhì)量。水池養(yǎng)護的目的是確保管片在脫模后及時補充水分，確?；炷翉姸鹊脑鲩L，確?？?jié)B性能達(dá)到設(shè)計要求。

1）水池養(yǎng)護的水質(zhì)必須是清潔的自來水，養(yǎng)護池的水位應(yīng)高出管片頂端5cm以上，水少時要及時補充，保持水質(zhì)清潔。

2）管片養(yǎng)護應(yīng)不少于14天。

通過以上各個預(yù)防措施的相互結(jié)合，有效的控制了混凝土管片裂紋的產(chǎn)生。同時也使混凝土管片的各項檢驗指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計要求。