預(yù)制箱梁混凝土裂縫的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

華后攀

中南安全環(huán)境技術(shù)研究院股份有限公司 湖北武漢 430000

近年來，隨著我國公路基礎(chǔ)建設(shè)不斷加大，混凝土預(yù)制箱梁越來越多的用在橋梁工程中。箱梁在使用過程中越來越多的問題被暴露出來，比如裂縫、銹脹露筋、剝落等。裂縫的產(chǎn)生，降低了預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁的使用壽命，增加了養(yǎng)護(hù)的難度。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

混凝土裂縫是由于混凝土結(jié)構(gòu)由于內(nèi)部和外部因素的作用而產(chǎn)生的物理結(jié)構(gòu)變化，而裂縫會造成混凝土結(jié)構(gòu)物承載能力降低，結(jié)構(gòu)物耐久性變差，防水效果不良。

1.1 塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土未凝結(jié)硬化前，內(nèi)部水分向混凝土表面遷移，造成體積收縮。塑性收縮產(chǎn)生的原因主要是失水，因?yàn)榛炷猎趧倓偝尚蜁r幾乎沒有強(qiáng)度，如果此時外界空氣溫度過高、風(fēng)速過大或者空氣相對濕度較低，就會造成表面失水快，造成混凝土體積收縮，從而產(chǎn)生裂縫。此類裂縫基本都發(fā)生在混凝土表面，同時深度較淺。應(yīng)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)生，防止水分蒸發(fā)，保持混凝土表面濕度。

塑性收縮裂縫預(yù)防措施：

（1）優(yōu)化混凝土配合比，進(jìn)行單摻或雙摻活性材料。

（2）夏季環(huán)境溫度過高、相對濕度較低或風(fēng)力較大時澆筑混凝土之前，將模板澆水均勻濕透。

（3）澆筑完畢后及時覆蓋塑料薄膜等，保證混凝土終凝前表面濕潤。

（4）嚴(yán)格控制各種原材料的計量誤差和攪拌時間，保證混凝土拌合物的均勻性。

1.2 干縮裂縫

干縮裂縫是混凝土由于內(nèi)部濕度和表面濕度變化不等、水分蒸發(fā)程度不同而產(chǎn)生體積變形，從而產(chǎn)生裂縫?；炷帘砻鏉穸仍降?，混凝土干縮越大，其裂縫產(chǎn)生也越多，基本出現(xiàn)在其養(yǎng)生完畢階段。

干縮裂縫預(yù)防措施：

（1）選用收縮量較小的水泥，一般來說，水泥的需水量越大，混凝土的干燥收縮越大。

（2）混凝土的干縮隨水泥用量的增大而增大，盡可能降低水泥用量。如預(yù)制箱梁采用摻加活性材料來降低水泥用量，減少水化熱，降低混凝土的收縮。同時摻加適量的減水劑，可以減少水泥的用量，降低混凝土的收縮量。

（3）混凝土的干燥收縮受用水量的影響較大，故設(shè)計混凝土配合比時選用水灰比應(yīng)較小，嚴(yán)格控制施工中混凝土的配合比，混凝土的用水量應(yīng)按配合比設(shè)計所給定的用水量控制。

（4）加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)生，并延長混凝土的養(yǎng)生時間。冬季施工時應(yīng)加強(qiáng)保溫保濕覆蓋時間，并控制養(yǎng)護(hù)溫度。

1.3 溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在箱梁腹板內(nèi)外側(cè)表面較淺的范圍內(nèi)。澆筑混凝土后，隨著硬化過程混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量水化熱，因?yàn)橄淞后w積較大，造成內(nèi)部熱量聚集不易散出，所以造成內(nèi)外部溫差較大。而溫差的產(chǎn)生也造就了混凝土內(nèi)外部拉應(yīng)力不同，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度小于產(chǎn)生的拉應(yīng)力時，就會產(chǎn)生表面裂縫。此類裂縫大多發(fā)生在混凝土硬化過程中，當(dāng)溫差變化較大或遇到突然降溫天氣時，混凝土表面溫度會急速降低，從而產(chǎn)生收縮，進(jìn)一步造成裂縫。溫度裂縫一般沒有分布規(guī)律可言，寬度及長度受溫度變化影響較大，冬天較寬較長，夏天則相對窄短。

溫度裂縫預(yù)防措施：

（1）盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥。

（2）摻加粉煤灰或高效減水劑等來降低水泥用量，延長熱峰的出現(xiàn)時間段，使水化熱放熱過程延長，從而避免短時間內(nèi)產(chǎn)生大量熱量。

（3）在混凝土中摻加一定量的外加劑，由于其減水作用和分散作用，改善混凝土拌合物的粘聚性、保水性和流動性，還可降低水化熱。

（4）在箱梁澆注時，控制混凝土澆筑溫度在26℃左右，對水泥提前預(yù)留散熱時間，對骨料搭設(shè)遮陽板，同時采用冰磚對拌和水進(jìn)行降溫，以降低混凝土的澆筑入模溫度。

（5）在施工時合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。

（6）控制內(nèi)部與表面溫差或表面與環(huán)境溫差。應(yīng)加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，及時用塑料薄膜、土工布覆蓋或涂刷混凝土養(yǎng)護(hù)劑，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間，保證混凝土表面溫度逐漸降低。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施或搭設(shè)養(yǎng)生棚，以保證混凝土強(qiáng)度正常增長。

1.4 施工裂縫

（1）施工裂縫是在施工過程中因操作不當(dāng)出現(xiàn)的但又能夠避免地裂縫。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性就很小了。施工階段造成裂縫有以下幾個方面：

（a）水膠比控制不按設(shè)計要求操作，致使混凝土單位用水量加大，使混凝土不密實(shí)，其整體抗裂強(qiáng)度低。

（b）現(xiàn)場澆注混凝土?xí)r，振搗方式不正確，會影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕、表面蜂窩麻面和裂縫。

（c）現(xiàn)場模板拆除不當(dāng)或脫模過早造成裂縫。在預(yù)應(yīng)力箱梁板生產(chǎn)中，由于內(nèi)模較為難脫，箱內(nèi)操作困難，混凝土強(qiáng)度又不高時，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

（d） 混凝土攪拌、運(yùn)輸、停置時間過長，會使混凝土水分減少、坍落度降低，使得混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的施工裂縫。

（2）養(yǎng)護(hù)是保證混凝土正常硬化的必要手段?，F(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施沒做好，必然會引起收縮裂縫。因此預(yù)制箱梁最后的成功與否，養(yǎng)護(hù)起決定的因素。

施工裂縫預(yù)防措施：

（1）加強(qiáng)施工人員質(zhì)量意識，嚴(yán)格按配合比要求控制坍落度，按設(shè)計要求控制混凝土的脫模、張拉強(qiáng)度。

（2）混凝土施工時不要在同一處連續(xù)給料及同一處連續(xù)振動趕料，灌注方法采用水平分層縱向分段的方法。

（3）早期養(yǎng)護(hù)時間越早越好。

（4）澆注完畢后立即進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)毯或麻布織物保溫，對未來得及抹面的混凝土用塑料薄膜覆蓋。

（5）養(yǎng)護(hù)時間越長收縮越小，對于混凝土不少于7天濕養(yǎng)護(hù)，濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)不間斷，不得形成干濕循環(huán)。

2 結(jié)語

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的問題，預(yù)防或減少箱梁裂縫，可通過優(yōu)化混凝土配合比，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，采取有效地工藝措施等方法。