預應力混凝土空心板裂縫分析與防治*

李林漢

(華南監理公司廣州分公司，廣東廣州510600)

預應力混凝土空心板裂縫分析與防治*

李林漢

(華南監理公司廣州分公司，廣東廣州510600)

針對茂湛鐵路工程某鄉村公路跨鐵路橋梁工程施工中產生豎向裂縫的現象，分析了其產生的原因，并提出了預防措施。

預應力混凝土;空心板;裂縫

一、裂縫的產生

空心板在混凝土澆筑完成拆模后，沿連接筋豎向產生長度20－100mm，寬度為0．02－0．06mm裂縫，頂面也出現30－60mm，寬度為0．02－0．9mm的裂縫。鑿開混凝土裂縫發現，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，但是預應力鋼絞線放張后，有使混凝土表面抗拉強度降低，致使裂縫長度、寬度和深度增長的可能，為此，分析裂縫產生的原因和改進措施是完全必要的。

二、裂縫產生的原因分析

鑒于預應力混凝土空心板產生裂縫，技術人員立即對施工中的各個環節進行了分析。

1、水泥采用海螺牌P．O52．5R，經檢驗符合規范要求，水泥用量:370kg/m3、砂663kg/m3、碎石5－20mm1082kg/m3。

水采用自來水。

粉煤灰(臺山F類)120kg/m3、外加劑(上海法拉德建材有限公司生產)5．88kg/m3均符合規范要求及中投標單位生產的產品。

經檢驗，碎石和砂含泥量均超標，對混凝土表面裂縫有一定的影響，水泥用量過大，達到了規范要求的最高限度，這是混凝土表面產生裂縫的主要因素。

2、設備因素

對張拉設備進行校驗，如果張拉用的千斤頂油表數不準，張拉力超過設計值，造成臺座變形位移，假如澆注完混凝土后，臺座發生變形，混凝土表面就會產生裂紋。經檢查設備符合要求，臺座地基滿足要求，沒有發現臺座變形、位移、下沉現象。

其中，xmin0為基年中25個城市該指標的最小值，xmax0為基年中該指標的最大值。如果某項數值小于基年的最小值，該項指標就會小于0。

3、施工工藝因素

(1)混凝土的拌制。拌各設備是經驗收合格的拌和站強制式攪拌機，操作方面，拌和時間1min左右，時間過短，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計用量，水灰比過大，混凝土干縮性加大，產生干縮裂縫。

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

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

4、混凝土內箍筋的影響因素

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，混凝土表面的拉應力小于鋼筋膨脹所產生的應力，從而使混凝土表面拉裂。

5、混凝土自身應力形成的裂縫

(1)收縮裂縫。混凝土凝固時，一些水份與水泥顆粒結合，使體積減少，成為凝縮。另一些水份蒸發，使體積減小，成為干縮。凝縮和干縮合稱為收縮。混凝土的干燥過程是由表面逐步擴展到內部的，在混凝土內呈現含水梯度。因此產生表面收縮大，內部收縮小的不均勻收縮現象，致使表面混凝土承受拉力，內部混凝土承受壓力。當表層混凝土所產主的拉力超過其擴拉強度時，便產生收縮裂縫。

(2)溫度裂縫。混凝土受水泥水化熱、陽光照射、夜間降溫等因素影響出現冷熱變化時，將發生收縮和膨脹，產生溫度應力，溫度應力超過混凝土擴拉強度時，即產生裂縫。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，使混凝土內部和外表面溫差過大，這時內部混凝土受壓應力，表面混凝土受拉應力。由于混凝土抗壓強度遠大于抗拉強度，表面拉應力可能先達到并超過混凝土的抗拉強度，而產生間距大致相等的直線裂縫(稱溫差裂縫)，該結構裂縫形態正是如此。

三、裂縫的預防措施

1、嚴把原材料質量關。進場材料必須經嚴格檢驗后方能使用，對高標號混凝土使用高標號水泥，減少水泥用量，水泥初凝時間必須大于45min。細集料使用級配良好的中砂，細度模數MX應大于2．6，含泥量小于2%。粗骨料使用質地堅硬、級配良好的碎石，含泥量小于1%，針片狀顆粒含量應小于5%。嚴格控制水灰比，保證水的用量控制在標準之內。

2、混凝土凝土拌和。細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，合理摻加塑化劑和減水劑。混凝土凝土拌和時間控制在2min，不能過短，也不能過長。保證混凝土的均勻性，嚴格控制加水量，經常檢測混凝土的坍落度，以保證混凝土具有良好的和易性。

3、混凝土的澆注。混凝土澆注應選擇一天中溫度較低的時溫進行，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，移動間距不應超過振搗器作用半徑的1．5倍，對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，邊振動徐徐提出振動棒，避免過振，造成混凝土離析。

4、混凝土養護。混凝土澆注收漿完成后，盡快用草簾覆蓋和灑水養護，使混凝土表面始終保持在濕潤狀態，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生很大的熱量，混凝土澆注后必須在側模外噴水散熱，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生裂縫，養護時間不少于兩周。

5、芯模。充氣膠氣囊在使用前應經檢查，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到2．5MPA時，芯模漏氣，致使頂面混凝土開裂。因此，預制之前檢查芯模是否完好非常重要。

四、結論

通過以上改進措施，混凝土表面裂縫逐漸消失。預應力混凝土空心板是橋梁的承重結構，因此，在預制過程前，一定要制定出施工工藝規程，對所有參加施工的人員進行技術交底:掌握關鍵工序的技術要點，嚴格按規范要求檢測各項指標，發現異常，及時找出問題的原因，采取合理的措施進行解決，確保混凝土空心板的質量。

2011－05－17

李林漢(1962－)，男，廣東五華人，助理工程師。