裝配式混凝土構(gòu)件裂縫質(zhì)量控制研究

張正偉

裝配式建筑憑借自身強(qiáng)大的優(yōu)勢，在2015年已經(jīng)進(jìn)入了全面發(fā)展的階段，同時(shí)2017年我國住建部推出了《十三五裝配式建筑行動(dòng)方案》，這其中的大部分條例都為我國裝配式建筑的研發(fā)技術(shù)提供了大量的政策依據(jù)。從應(yīng)用角度來看，裝配式建筑具有生產(chǎn)效率高，低碳環(huán)保，施工進(jìn)度快等優(yōu)勢，其中裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑的重要組成部分，因此混凝土裂縫也成為了裝配式建筑在生產(chǎn)和使用中影響安全和質(zhì)量的主要因素。

一、裝配式混凝土構(gòu)件裂縫分析

1.裂縫的類型

針對當(dāng)前對裝配式建筑產(chǎn)生的構(gòu)件裂縫類型以及原因進(jìn)行研究和劃分之后，初步可以將裝配式混凝土構(gòu)件的裂縫分為三個(gè)類別，這其中涉及到了裂縫產(chǎn)生的位置，發(fā)育情況以及產(chǎn)生的原因。綜合裂縫發(fā)生的位置可以將裂縫整合為門窗洞口裂縫、橫梁裂縫、板拼縫處裂縫、柱裂縫以及板自身裂縫；根據(jù)裂縫發(fā)育的程度，可以將其分為橫向縱向，斜向以及組合裂縫，根據(jù)裂縫出現(xiàn)的原因，可以將其分為應(yīng)力集中型、溫濕型、干燥收縮型以及裝飾裂縫。

2.導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的主要機(jī)理

當(dāng)前國內(nèi)的相關(guān)學(xué)者，雖然已經(jīng)針對裝配式混凝土構(gòu)件的裂縫進(jìn)行了初步研究，但是研究成果還局限在既有的理論和技術(shù)角度，但是得出的結(jié)論依舊可以作為裂縫防御措施的制定依據(jù)，在早期研究階段發(fā)現(xiàn)了大部分的混凝土預(yù)制構(gòu)件的裂縫產(chǎn)生機(jī)理源于微裂縫理論，主要指的是在外部應(yīng)力作用的影響下，不同的預(yù)制構(gòu)件，結(jié)構(gòu)中本身存在輕微的裂紋，這些裂紋在受到外界應(yīng)力的集中作用情況下，達(dá)到了一定的數(shù)值，便會(huì)開始進(jìn)行發(fā)育，從而導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或者斷裂情況。

后來又有學(xué)者提出了應(yīng)力強(qiáng)度理論，這種理論是建立在微裂紋基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，主要指的是混凝土預(yù)制構(gòu)件，在生產(chǎn)階段以及儲(chǔ)運(yùn)和安裝階段，由于大面積的密集堆積，物理尺寸效應(yīng)以及機(jī)械振動(dòng)等因素的影響，產(chǎn)生各種不同的應(yīng)力和應(yīng)變，這些會(huì)在混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生一定的微裂紋，同時(shí)也會(huì)造成殘余形變，當(dāng)混凝土的應(yīng)變能力現(xiàn)釋放速率與微裂紋產(chǎn)生的應(yīng)力之間不能達(dá)成協(xié)調(diào)時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致裂紋發(fā)展，從而形成裂縫。綜合以上理論與實(shí)際進(jìn)行聯(lián)系，我們初步可以將混凝土預(yù)制構(gòu)件的裂縫產(chǎn)生因素歸納為以下幾種。

（1）原材料因素

在混凝土預(yù)制構(gòu)件加工生產(chǎn)的過程中，利用的原材料以細(xì)骨料和膠凝材料為主，這些原材料的品質(zhì)以及類型變化，是導(dǎo)致構(gòu)件出現(xiàn)裂紋的源頭因素，當(dāng)前在建筑施工中的天然用砂，比例逐漸減少，而當(dāng)前應(yīng)用的山沙、人工沙以及細(xì)沙從一定角度上來講，無法滿足細(xì)骨料的使用需求，從而導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件的原材料性能下降，繼而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。另一個(gè)因素是忽略了預(yù)制構(gòu)件在配比上的優(yōu)勢，在現(xiàn)代化工廠中，與現(xiàn)場施工最大的區(qū)別是運(yùn)距更近，澆筑時(shí)間更快，可以選用塌落度較小、早期強(qiáng)度高的混凝土。

（2）加工生產(chǎn)因素

混凝土構(gòu)件的加工生產(chǎn)需要結(jié)合前期的原材料拌合，注模澆筑以及振搗等流程組成，但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中由于振搗程度不足，模板漏漿質(zhì)量驗(yàn)收落實(shí)不到位等多項(xiàng)因素均會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件結(jié)構(gòu)內(nèi)有大量的殘余裂縫。同時(shí)對于構(gòu)件生產(chǎn)后期的養(yǎng)護(hù)工作，也未能完全按照標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，在不同外界環(huán)境以及溫度濕度的影響下，構(gòu)件的表面會(huì)出現(xiàn)細(xì)微的裂紋，這些裂紋一旦受到外力因素的影響，例如在大規(guī)模的堆砌和吊裝的過程中便會(huì)導(dǎo)致裂紋發(fā)育，從而形成裂縫。

（3）吊裝堆放因素

在安裝的過程中，不同位置的混凝土構(gòu)件，也會(huì)由于吊裝方法和客觀環(huán)境的因素導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

首先在構(gòu)件吊裝過程中，預(yù)制構(gòu)件有指定的吊點(diǎn)，生產(chǎn)對吊點(diǎn)進(jìn)行了鋼筋加強(qiáng)，特別是疊合板，很容易混肴，吊裝時(shí)不按要求選用吊時(shí)點(diǎn)吊裝，極易產(chǎn)生局部裂縫甚至貫穿裂縫。另外，再吊裝豎向構(gòu)件時(shí)，未采用專用的翻轉(zhuǎn)設(shè)備，直接由水平位置吊轉(zhuǎn)為豎向位置，墻板在翻轉(zhuǎn)過程中受到破壞導(dǎo)致開裂。

其次在構(gòu)件堆放過程中，未采用專用堆放架，支墊不到位，特別是疊合板，懸挑部分過長導(dǎo)致的拉伸裂縫；另外堆放場地不夠平整，出現(xiàn)了大量的積水，從而導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的性能下降，在后期使用的過程中便可能出現(xiàn)裂縫情況。同時(shí)在不同構(gòu)件堆放的過程中，需要利用分層水平堆放的方式進(jìn)行處理，不同層之間需要利用墊木進(jìn)行分離，但是在實(shí)際的堆放過程中可能出現(xiàn)大規(guī)模的構(gòu)件累積擠壓以及側(cè)立對方，從而影響構(gòu)件的受力情況，出現(xiàn)裂縫；另外，堆放的高度還需要視構(gòu)件強(qiáng)度、地面耐壓力、墊木強(qiáng)度和堆垛穩(wěn)定性而定，當(dāng)二者之間不匹配時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

最后針對運(yùn)輸來講，不同形狀的混凝土預(yù)制構(gòu)件，在運(yùn)輸過程中需要選擇與其形狀結(jié)構(gòu)相應(yīng)的支架來確保運(yùn)輸安全，但是在實(shí)際運(yùn)輸?shù)倪^程中，往往會(huì)出現(xiàn)運(yùn)輸支架、固定裝置以及吊具等型號的選擇與混凝土預(yù)制構(gòu)件之間存在不合理的情況，這將直接導(dǎo)致運(yùn)輸過程中出現(xiàn)大程度的顛簸，從而導(dǎo)致混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

二、優(yōu)化混凝土預(yù)制構(gòu)件裂縫的措施

1.優(yōu)化前期生產(chǎn)規(guī)劃

在混凝土預(yù)制構(gòu)件加工生產(chǎn)的過程中，首先要選擇高性能的原材料，在原材料配比的過程中，要嚴(yán)格按照不同預(yù)制構(gòu)件使用特征和位置的實(shí)際情況進(jìn)行強(qiáng)度分析，原材料的采購以及質(zhì)量驗(yàn)收必須要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，在原材料拌和以及筑模澆筑的過程中，必須要嚴(yán)格控制水熱比例以及拌和的時(shí)間，在澆筑期間要合理的利用振搗設(shè)備進(jìn)行振搗，強(qiáng)度和質(zhì)量需要結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，澆筑以及凝固后期的養(yǎng)護(hù)工作必須要結(jié)合實(shí)際環(huán)境落實(shí)。

2.優(yōu)化儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)

通過上文論述可知，當(dāng)前影響混凝土預(yù)制構(gòu)件裂縫的主要因素與儲(chǔ)存和運(yùn)輸環(huán)節(jié)也有一定的關(guān)系，因此在混凝土預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)倪^程中，必須要詳細(xì)規(guī)劃好路線，避免在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)大范圍的車輛顛簸，減少震動(dòng)對預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量影響，在儲(chǔ)存堆放期間必須要合理計(jì)算堆放的密度和高度，避免對下層以及中部的構(gòu)建產(chǎn)生擠壓應(yīng)力。另外在混凝土構(gòu)件進(jìn)場施工之前，必須要做好質(zhì)量監(jiān)監(jiān)測工作，確保參數(shù)型號以及質(zhì)量合格，經(jīng)過相關(guān)人員落實(shí)抽查作業(yè)之后，才可以進(jìn)行作業(yè)，這期間需要將質(zhì)量以及參數(shù)不符的構(gòu)件清除至場外。針對特殊預(yù)制構(gòu)件，需定制相應(yīng)運(yùn)輸架，最大化保護(hù)構(gòu)件的完整性。特別是門洞型墻板，需在門洞處安裝輔助加強(qiáng)件，加強(qiáng)構(gòu)件的整體剛度。

3.強(qiáng)化施工管理

裝配式建筑是工業(yè)化的，管理及工人也將是產(chǎn)業(yè)化的，牢牢抓緊管理人員、作業(yè)工人的培訓(xùn)大事，既產(chǎn)業(yè)工人培訓(xùn)，提升裝配式建筑整體水平，在提升豎向高度的同時(shí)，重視體系的橫向發(fā)展。在混凝土預(yù)制構(gòu)件安裝施工的過程中，必須要確保施工人員具備高質(zhì)量高素質(zhì)的施工基礎(chǔ)，堅(jiān)持做好技術(shù)交底工作，提升技術(shù)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性，在施工過程中各個(gè)工序之間要緊密配合，嚴(yán)格按照相關(guān)施工規(guī)定落實(shí)，不同工序完成之后必須要落實(shí)微調(diào)和質(zhì)檢，確保施工技術(shù)與實(shí)際的混凝土構(gòu)件性能以及使用環(huán)境相符。

三、結(jié)語

綜上所述，裝配式建筑將是當(dāng)下傳統(tǒng)建筑向工業(yè)化轉(zhuǎn)型升級的有效解決方案，但是在裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件施工生產(chǎn)以及安裝的過程中，由于多項(xiàng)因素導(dǎo)致裂縫的形成會(huì)嚴(yán)重影響構(gòu)件的使用性能和質(zhì)量，因此本文從分析混凝土預(yù)制構(gòu)件裂縫產(chǎn)生的因素入手，結(jié)合了前期的生產(chǎn)規(guī)劃、中期的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)以及后期的施工養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)進(jìn)行管控措施分析。但隨著裝配式建筑的大力推進(jìn)，結(jié)合既有技術(shù)體系進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、理念創(chuàng)新，將是裝配式建筑不斷完善及工業(yè)化的必經(jīng)之路，不斷提升對混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和管理的質(zhì)量才能夠有效推動(dòng)裝配式建筑的健康發(fā)展并發(fā)揮其應(yīng)有的裝配價(jià)值。