預(yù)應(yīng)力空心板裂縫成因分析與預(yù)防

摘 要:預(yù)應(yīng)力混凝土空心板在施工過程中，容易產(chǎn)生裂縫。主要影響因素為溫度應(yīng)力，原材料質(zhì)量，施工工藝等。本文通過對產(chǎn)生裂縫原因的分析提出了解決方法。

關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力 空心板 裂縫 預(yù)防

預(yù)應(yīng)力空心板因其節(jié)省材料、自重輕、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、便于安裝等優(yōu)點在橋梁施工中得到廣泛應(yīng)用。但在施工過程中因材料質(zhì)量、施工質(zhì)量等原因使空心板表面出現(xiàn)裂縫，有些裂縫在使用荷載或者外界化學(xué)因素的作用下不斷擴展，引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕，使空心板的強度和剛度受到影響，縮短使用壽命。

1 預(yù)應(yīng)力空心板梁裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 原材料的影響

1.1.1 水泥安定性不合格。水泥中含有過量的游離氧化鈣、氧化鎂，水化速度較慢，水泥硬化后仍在繼續(xù)水化，引起結(jié)硬的水泥石內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，降低混凝土強度，導(dǎo)致混凝土開裂。另一方面，水泥出廠時強度不足或者受潮、過期使混凝土強度降低，引起空心板混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.1.2 砂石骨料。砂石料級配不良、空隙大，含泥量超標(biāo)，將導(dǎo)致水泥和拌和用水增加，影響混凝土強度，從而產(chǎn)生裂縫。

1.2 混凝土自身收縮的影響

1.2.1 混凝土拌和物在剛成型后，固體顆粒下沉，表面產(chǎn)生泌水從而形成的體積縮小。

1.2.2 混凝土終凝后水泥水化因起的體積縮小。

1-2.3 混凝土在未飽和的空氣中由于失水引起的體積縮小。

1.2.4 混凝土由于空氣中二氧化碳的作用引起的體積收縮。

1.3 溫度的影響。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。由于混凝土抗壓強度遠大于抗拉強度，表面拉應(yīng)力可能先達到并超過混凝土抗拉強度，而產(chǎn)生間距大致相等的直線裂縫。

1.4 張拉臺座及張拉設(shè)備的影響

1.4.1 張拉臺座強度和抗傾覆性不滿足要求，在空心板混凝土澆注后產(chǎn)生變形或者位移，使混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

1.4.2 張拉千斤的油表讀數(shù)不準(zhǔn)確，不能反映實際的張拉力，使得張拉力超過設(shè)計值，引起臺座發(fā)生變形，使混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

1.5 施工過程的影響

1.5.1 混凝土的拌和混凝土在拌和過程中由于計量衡器不準(zhǔn)確，時間過短，隨意改變設(shè)計配合比，從而造成混凝土強度不足和其他性能(和易性、密實度)下降，導(dǎo)致空心板開裂。

1.5.2 混凝土的施工混凝土運輸、施工過程中時間過長，水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得空心板表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫。振搗時間過長，造成混凝土分層，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層，強度不均勻，上層發(fā)生收縮裂縫。

1.5.3 空心板模板的拆除施工過程中拆模過早，或者橡膠氣囊漏氣，使得混凝土強度達不到要求時在自重或者施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

1.5.4 混凝土的養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護不及，預(yù)制場操作往往是等混凝土脫模后才開始養(yǎng)生，空心板頂面裸露在大氣中，氣溫過高，加快了水份的蒸發(fā)，致使表面干縮裂縫。在冬季施3-B寸養(yǎng)護措施不當(dāng)，使得混凝土忽冷忽熱，內(nèi)外溫度不均勻，產(chǎn)生裂縫。

1.5.5 預(yù)應(yīng)力的施工預(yù)應(yīng)力鋼絞線在放張過程中采取單側(cè)放張或者采用氧氣一乙炔非對稱切割，使得空心板單側(cè)受力，出現(xiàn)自兩端向跨中延伸的縱向裂縫。

2 預(yù)應(yīng)力空心板裂縫的施工預(yù)防措施

2.1 對原材料進行嚴格檢查，合格后方能使用。砂的細度模數(shù)不小于2.6，含泥量應(yīng)小于2%。石料的抗壓強度應(yīng)比所配制的混凝土強度高50%以上，含泥量應(yīng)小于1%，針片狀顆粒含量應(yīng)小于5%，骨料的最大粒徑宜小于25mm。砂石料必須分開堆放在已硬化的場地上，水泥必須倉庫存放，且有防潮防水措施。

2.2 正確的設(shè)計密級配集料，并提高集漿比，使集料在混凝土中形成密實骨架合理，選用外加劑，不參加含氯鹽的外加劑。

2.3 合理安排施工時問，盡量減少施工過程中的溫差。

2.4 正確設(shè)計嚴格施工張拉臺座，承力臺座須具有足夠的強度和剛度，其抗傾覆安全系數(shù)應(yīng)不小于1.5，抗滑移系數(shù)應(yīng)不小于1.3。保證其在空心板的施工過程中不變形不位移。張拉設(shè)備由專人使用和保管，并定期維護和校驗，防止張拉力超過設(shè)計值。

2.5 嚴格過程控制，合理施工工藝

2.5.1 拌和混凝土配料時，各種衡器應(yīng)保持準(zhǔn)確。對砂和碎石的含水率應(yīng)經(jīng)常進行檢測，雨天施工應(yīng)增加測定次數(shù)，據(jù)以調(diào)整骨料和水的用量。嚴格控制拌和時間，不少與2，5分鐘。因預(yù)應(yīng)力空心板均為高強混凝土，所以必須準(zhǔn)確控制用水量，砂石中的含水量應(yīng)仔細測定后從用水量中扣除。嚴禁在材料出機后再加水。

2.5.2 混凝土拌和完成運至預(yù)制場時應(yīng)檢查坍落度，在檢測坍落度時，還應(yīng)觀察混凝土拌和物的粘聚性和保水性。不符合設(shè)計要求時不得使用。振搗時，振動器移動間距不應(yīng)超過振動器作用半徑的1.5倍:與側(cè)模應(yīng)保持50～100mm的距離;插入下層混凝土50～100mm:每一處振動完畢后應(yīng)邊振動邊徐徐提出振動棒;應(yīng)避免振動棒碰撞模板、鋼筋。振動到混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿時停止，防止過振。

2.5.3 一般應(yīng)在混凝土抗壓強度達到2.5MPa時方可拆除側(cè)模板。充氣膠囊在使用前應(yīng)經(jīng)過檢查，不得漏氣。充氣膠囊應(yīng)在混凝土強度能保證其表面不發(fā)生塌陷和裂縫現(xiàn)象時，方可拔除。

2.5.4 混凝土澆筑完成后，應(yīng)在收漿后盡快予以覆蓋和灑水養(yǎng)護。拆模前應(yīng)經(jīng)常使模板保持濕潤。混凝土的灑水養(yǎng)護時間一般為7d。可根據(jù)空氣的濕度、溫度和水泥品種及摻用的外加劑等情況，酌情延長或縮短。每天灑水次數(shù)以能保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為度。冬季養(yǎng)護時混凝土的升、降溫速度不得超過規(guī)范的規(guī)定。

2.5.5 預(yù)應(yīng)力鋼絞線在放張時應(yīng)均勻放張，采用砂箱法或者千斤頂法。用砂箱放張時，放張速度應(yīng)均勻一致;用千斤頂放張時應(yīng)分數(shù)次完成，嚴禁切割放張。

3 小結(jié)

預(yù)應(yīng)力空心板表面出現(xiàn)裂縫的原因是多方面的，因此在預(yù)制前，一定要編制出詳細的施工組織設(shè)計，對所有參與施工的人員進行技術(shù)交底，掌握關(guān)鍵工序的技術(shù)要點，嚴格按規(guī)范要求檢測各項指標(biāo)，才能避免裂縫的產(chǎn)生，確保空心板的預(yù)制質(zhì)量。