淺析預(yù)應(yīng)力混凝土空心板蒸氣養(yǎng)護(hù)裂紋的產(chǎn)生與防范

白海霞

（甘肅省交通工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州730000）

隨著公路建設(shè)不斷向綠色化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的深入，蒸汽養(yǎng)護(hù)技術(shù)作為梁板養(yǎng)護(hù)的一種較先進(jìn)的工藝被普遍推廣應(yīng)用，但若果控制不當(dāng)，梁板頂會因“蒸汽養(yǎng)護(hù)”產(chǎn)生細(xì)小裂紋從而影響結(jié)構(gòu)使用，降低了工程質(zhì)量。本文就G312線鳳平項目對預(yù)應(yīng)力空心板“蒸養(yǎng)”裂紋的成功防范作了一定的總結(jié)，并分析了原因，提出了相應(yīng)的防范措施。

1 梁板裂縫出現(xiàn)的困擾

根據(jù)我省交通主管部門標(biāo)準(zhǔn)化管理的規(guī)定和需要，所有預(yù)應(yīng)力混凝土梁板要求必須采取“蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝，以確保梁板混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求。但使用此方法時，若果控制不當(dāng)，梁板在經(jīng)過通汽養(yǎng)護(hù)、散熱降溫等過程后，在揭開養(yǎng)護(hù)土工布進(jìn)行下道工序操作時，會發(fā)現(xiàn)很多空心板在頂板部位出現(xiàn)不規(guī)則裂紋，寬度在0.2～0.3 mm、深度在0.4～1.2 cm，這些裂紋一旦形成后就不好處理，因為頂板的裂縫若采用開槽處理，方法不當(dāng)時，會適得其反，造成裂縫長度增加；若采用環(huán)氧樹脂或灌封膠方法費(fèi)用太高，增加成本。此問題會一直困擾現(xiàn)場施工管理人員，不僅如此，裂縫將直接影響梁板的內(nèi)在質(zhì)量，為今后橋梁使用的耐久性和后期養(yǎng)護(hù)留下隱患，影響橋梁工程的壽命。

2 裂紋產(chǎn)生的原因

2.1 混凝土內(nèi)外溫差所致

由于甘肅省處于北方地區(qū),氣候干旱，冬夏季溫差較大，晝夜溫差明顯。而為了確保加快項目的工程進(jìn)度，在保證按期完成上級單位的要求的進(jìn)度計劃任務(wù)時，需要在冬季或晝夜溫度相差較大的時段進(jìn)行梁板預(yù)制。在混凝土完成澆筑后，由于預(yù)應(yīng)力混凝土空心板采用的是C50高標(biāo)號混凝土，水泥用量一般為480～495 kg/m3，混凝土中的水泥與水作用后會產(chǎn)生水化熱，在水泥凝結(jié)硬化過程中，不斷放出較高的熱量，根據(jù)以下經(jīng)驗公式，可以計算混凝土內(nèi)部最高溫度Tmax：

式中，Tmax—混凝土構(gòu)件內(nèi)部最高水化熱溫度，°C；T0—混凝土澆筑入模溫度，°C；Q—每立方米混凝土中水泥劑量，kg/m3；

而外界溫度又較低（項目所在地室外平均溫度約為10°C），依據(jù)項目所在地室外溫度和混凝土配合比中水泥用量計算一般約在58°C。當(dāng)養(yǎng)護(hù)停止后，揭開覆蓋的土工布，混凝土表面因溫度降低而產(chǎn)生冷縮，內(nèi)部溫度又沒有完全釋放，在內(nèi)脹外縮的作用下，梁板頂表面出現(xiàn)細(xì)小收縮裂縫。

2.2 梁空心板的設(shè)計頂板與底板厚度不等

設(shè)計單位在預(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)形式選擇時，一般為了保證結(jié)構(gòu)受力的合理性，套用的標(biāo)準(zhǔn)圖中所有的預(yù)應(yīng)力空心板設(shè)計頂板均較薄，因為頂板中不布設(shè)波紋管不穿鋼絞線，為了減輕結(jié)構(gòu)自重，一般均為12 cm。而底板則受預(yù)應(yīng)力管道布設(shè)的影響，一般設(shè)計為12～25 cm，當(dāng)養(yǎng)護(hù)完成掀開土工布后，頂板和底板因為厚度不一致，收縮快慢也不一致，而此時預(yù)應(yīng)力尚未施加。頂板中設(shè)計的縱向鋼筋和水平鋼筋較少，不能承受向下產(chǎn)生的拉應(yīng)力,從而導(dǎo)致了空心板頂面產(chǎn)生裂縫。

2.3 開始養(yǎng)護(hù)時升溫梯度過快

由于對現(xiàn)場施工及管理人員技術(shù)交底不到位，施工人員操作不當(dāng)，在預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的混凝土澆筑完畢采取蒸汽養(yǎng)護(hù)時，不注重細(xì)節(jié)控制，由于項目所在地的室外溫度在冬季過低，在夏季又過高，而在施加蒸汽養(yǎng)護(hù)時，對所通入梁板內(nèi)部的蒸汽溫度不加控制導(dǎo)致升溫速度較快，在升溫過程中由于溫度變化速度快于混凝土自身適應(yīng)溫度的變化而產(chǎn)生的徐變，從而導(dǎo)致會產(chǎn)生膨脹裂縫。

2.4 養(yǎng)護(hù)完畢時降溫梯度過快

在預(yù)應(yīng)力混凝土空心板養(yǎng)護(hù)完成時，同樣由于施工人員責(zé)任心不強(qiáng)，現(xiàn)場操作控制不當(dāng)，驟然降溫，在梁體混凝土的溫度完全沒有下降的前提下，就驟然停止了加汽養(yǎng)護(hù)，并揭開了養(yǎng)護(hù)土工布，急于進(jìn)行下道工序施工，而室外溫度又很低，導(dǎo)致構(gòu)件表面“驟冷降溫”，混凝土強(qiáng)度無法提高，表面突然失去大量水分，隨著水分的散失，造成梁板混凝土表面開裂。

2.5 部分蒸汽孔道堵塞造成不均勻“受汽”

在預(yù)制場建設(shè)時，對于養(yǎng)護(hù)設(shè)備、管道的路徑規(guī)劃等考慮不周，在蒸汽養(yǎng)護(hù)設(shè)備經(jīng)反復(fù)使用后，現(xiàn)場作業(yè)人員對管道、排汽孔等設(shè)備檢修不及時，造成構(gòu)件養(yǎng)護(hù)時“受汽”不均勻，不同部位接受不同的溫度和濕度，造成不均勻收縮，從而產(chǎn)生不均勻裂縫。

2.6 采用的原材料和混凝土配合比不當(dāng)

沒有合理選用原材料以及確定混凝土配合比，選用的水泥品種及技術(shù)性能達(dá)不到要求，體積安定性雖然合格，但不是太穩(wěn)定，在溫度變化較大時會產(chǎn)生裂縫；配合比設(shè)計不合理，水泥用量較高，造成混凝土中的水化熱加大，等等，這一系列的因素都會造成混凝土在蒸汽養(yǎng)生不合理時，容易形成板頂裂縫。

3 防范措施

3.1 加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的養(yǎng)護(hù)管理

要及時對預(yù)制場內(nèi)設(shè)置的蒸汽養(yǎng)護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢修，確保管道通暢；加強(qiáng)勞務(wù)人員質(zhì)量意識的培訓(xùn)和教育，在通氣加溫時做到緩慢升溫，在停氣時也緩慢停氣，做到逐漸降溫，以防止操作不當(dāng)出現(xiàn)驟然升溫或驟然降溫的現(xiàn)象；在拆模時要注意外界的溫度，及時對混凝土表面采用養(yǎng)生布進(jìn)行覆蓋。

3.2 增加梁板內(nèi)的抗裂鋼筋

從設(shè)計角度進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，要全面發(fā)揮設(shè)計施工一體化的優(yōu)勢，從設(shè)計層面在不影響結(jié)構(gòu)的使用安全及耐久性的前提下，優(yōu)化預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的頂板配筋設(shè)計，在冬季進(jìn)行梁板預(yù)制施工時，可考慮在梁的頂板內(nèi)適當(dāng)增加部分抗裂鋼筋，此方案既能防止板頂開裂，又能增加梁板的耐久性，能夠較好地防止板頂開裂。

3.3 提前施加預(yù)應(yīng)力

應(yīng)做好施工組織計劃和安排，在預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%時,應(yīng)盡早完成對預(yù)應(yīng)力混凝土空心板進(jìn)行張拉、壓漿工作，盡早完成對梁板預(yù)應(yīng)力的施加工作，構(gòu)件在施加預(yù)應(yīng)力后，能夠較大限度地降低出現(xiàn)干縮裂縫的概率，從而杜絕梁板在放置過程中出現(xiàn)收縮裂縫。

3.4 嚴(yán)格控制梁板養(yǎng)護(hù)時升降溫速度

在預(yù)應(yīng)力混凝土空心板養(yǎng)護(hù)時，應(yīng)該按照規(guī)范要求，在養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)配備自動測溫裝置和自動感應(yīng)裝置，當(dāng)升溫速度和降溫速度超過設(shè)定范圍時，系統(tǒng)自動報警或自動停止通蒸汽；或安排專人進(jìn)行溫度觀測，并做好記錄，隨時與操作養(yǎng)護(hù)設(shè)備的人員進(jìn)行互動、溝通，嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定的升降溫梯度，控制升降溫速度，從而有效杜絕升溫過程中的膨脹裂縫和降溫過程中的收縮裂縫。

3.5 嚴(yán)格控制進(jìn)場原材料及混凝土配合比

對進(jìn)場的原材料要進(jìn)行嚴(yán)格的試驗檢測，確保原材料合格，尤其是進(jìn)場的水泥、減水劑及各類粗細(xì)集料的各項指標(biāo)檢測，水泥的體積安定性一定要符合規(guī)范要求，減水劑的減水率滿足設(shè)計要求，控制粗細(xì)集料的含泥量，確保粗集料為含泥量≤1%，細(xì)集料含泥量≤3%；科學(xué)合理地進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計，尤其是要調(diào)整好混凝土的水灰比，盡可能降低單位體積混凝土拌合物的用水量。

4 結(jié)語

通過不斷總結(jié)和不斷改進(jìn)，從大量的實踐經(jīng)驗和事實表明，G312線鳳平項目梁板預(yù)制質(zhì)量多次得到上級單位的肯定，就是因為采用了以上防范措施，在實行工程首件認(rèn)可制后方可按制定的作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行施工，確保全線100多片預(yù)應(yīng)力混凝土空心板在采用蒸汽養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工中，在蒸汽養(yǎng)護(hù)裂紋控制方面取得了較大的成就，有效地解決了本項目預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的蒸汽養(yǎng)護(hù)裂紋的問題，為后續(xù)項目建設(shè)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)總結(jié)了寶貴的經(jīng)驗。