鋼筋混凝土管片裂紋成因研究及控制措施

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

[關鍵詞]鋼筋；混凝土管片；裂紋；成因研究；控制措施

1、管片參數及生產情況

襯砌環管片的基本參數如下：襯砌環直徑：外徑6200mm，內徑5500mm，襯砌環分為6塊，襯砌厚度350mm，襯砌寬度1500mm，在生產中，偶爾會在管片外弧面及側端面出現非貫穿性裂紋，雖然該裂紋符合《預制混凝土襯砌管片》（GB/T22082-2008）中規定的非貫穿性裂紋：內表面不允許，外表面裂紋寬度不超過0.02mm的要求及施工圖設計的要求；但我公司領導卻高度重視，不允許管片出現一點影響管片外觀質量及內在質量問題的出現。針對以上裂紋，由生產部牽頭，結合試驗室、材料部、質檢部及生產車間領班人員共同研究；針對裂紋情況，分析該裂紋產生的原因，制定了預防措施；

2、防止生產中再次出現該裂紋，具體措施有以下幾點：

2.1、優化管片配合比

管片設計強度C50.抗滲等級P12.混凝土配合比設計的目標是經濟上合理，技術上先進，工作性良好。在充分考慮到我公司生產的實際情況，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管片。

②減少水泥用量，有利于減少水泥水化熱的產生，減小混凝土出現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，對生產有利。

2.2原材料質量控制措施

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中去，具體原材料的檢驗及進場驗收指標如下：

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.其質量特性必須符合《通用硅酸鹽水泥》（GBl75-2007）相關規定的要求。

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）標準中規范規定的F類1級粉煤灰的標準要求。

③礦粉：礦粉必須符合《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T18046-2008）標準中$95級相關的標準要求。

④細骨料：采用天然河砂，品質符合《建筑用砂》（GB/T14684-2011）的規定，采用細度模數為2.5-2.9的2區顆粒級配，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：外加劑的品質符合《混凝土外加劑》（GB/T8076-2008）及相關規范的要求。

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，在管片生產施工過程中，采用覆蓋薄膜及合理的蒸養制度以及浸水養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粗骨料要符合標準要求，嚴格控制混凝土的坍落度在設計的范圍內，提高混凝土的和易性，粘聚性，不允許混凝土出現離析或泌水現象；

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混凝土管片養護

2.4.1濕潤養護

混凝土初凝后蓋上吸水性強不易脫色的纖維織物，進行濕潤養護；

2.4.2蒸汽養護

為加快模具的周轉，提高混凝土管片的起吊強度，采取蒸汽養護。管片光好面后，用薄膜覆蓋，進入蒸汽養護室進行養護。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部結構，在自然溫度下，每小時升溫10～15℃.禁止超過20℃。

③蒸養溫度應控制在55～60℃，最高不得超過80℃。

④蒸汽養護室分為升溫區、恒溫區、降溫區，蒸養溫度用電子控制器自動控制。

⑤堅決執行降溫制度，到設定的降溫區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生表面干縮而可能產生表面裂縫，也為防止因內外溫差過大而導致混凝土產生溫差裂縫，所以蒸養完成后管片要在降溫區降溫足夠的時間后才可脫模。

2.4.3水池養護

管片出模后冷卻至與自然溫度溫差不超過20℃時入水池養護，保證管片的養護質量。水池養護的目的是確保管片在脫模后及時補充水分，確保混凝土強度的增長，確保抗滲性能達到設計要求。

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

2）管片養護應不少于14天。

通過以上各個預防措施的相互結合，有效的控制了混凝土管片裂紋的產生。同時也使混凝土管片的各項檢驗指標都達到了設計要求。