預(yù)應(yīng)力混凝土空心板裂縫分析與防治

 

　　預(yù)應(yīng)力空心板是橋梁工程的主要受力結(jié)構(gòu)，保證預(yù)應(yīng)力空心板的質(zhì)量首先要把好混凝土的預(yù)制質(zhì)量關(guān)，才可以有效預(yù)防混凝土裂縫的發(fā)生。本人根據(jù)自己在青海青南地區(qū)某橋梁空心板施工中發(fā)生裂縫現(xiàn)象后，及時(shí)采取措施對梁板的預(yù)制全過程進(jìn)行了調(diào)查分析，查閱有關(guān)試驗(yàn)資料，對施工工藝做了詳細(xì)了解，找出了產(chǎn)生裂縫產(chǎn)生的原因，提出了改進(jìn)措施，使預(yù)應(yīng)力混凝土空心板表面裂縫得到了控制，有效防止了混凝土表面裂縫的再次發(fā)生。

 

　　該橋地處青海青南地區(qū)，海拔4200米。下面是該橋的有關(guān)參數(shù)：

　　1、結(jié)構(gòu)類型：跨徑16m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板；

　　2、混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度：50Mpa；

　　3、混凝土配合比：水泥：砂：碎石：水=1：1.44：2.58：0.38

　　4、水泥用量：P42.5級水泥450kg/m3

 

　　空心板在混凝土澆筑完成拆模后，沿連接筋豎向產(chǎn)生50—150mm，寬度為0.02—8.08mm的裂縫，頂面也出現(xiàn)50—100mm，寬為0.02—0.12mm的裂縫。鑿開混凝土裂縫發(fā)現(xiàn)，裂縫深度在0—5mm之間，初步判定為收縮裂縫或溫度裂縫，不影響空心板的正常使用，但考慮預(yù)應(yīng)力剛絞線放張后，有使混凝土頂面抗拉強(qiáng)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(chǎn)生的原因和改進(jìn)措施是完全必要的�；炷�土裂縫在澆筑后24h內(nèi)產(chǎn)生，這時(shí)混凝土最敏感，易產(chǎn)生震動(dòng)裂縫、收縮裂縫和沉陷裂縫。早期裂縫一旦發(fā)生，會(huì)增加混凝土的滲透性，并使混凝土暴露于易損傷環(huán)境的表面增加，這使混凝土早期老化，裂縫的產(chǎn)生使混凝土滲水性增大，從而影響其耐久性和縮短其使用壽命。

 

　　1、水泥采用42.5級，經(jīng)檢驗(yàn)符合規(guī)范要求，水泥用量：500kg/m3。

　　高強(qiáng)混凝土由于其水泥用量大多在450—600kg/m3，是普通混凝土的1.5—2倍。這樣在混凝土生成過程中由于水泥水化而引起的體積收縮即自縮就大于普通混凝土，出現(xiàn)收縮裂縫的幾率也大于普通混凝土。

　　 高強(qiáng)混凝土因采用高標(biāo)號(hào)水泥且水泥用量大，這樣在混凝土硬化過程中，水化放熱量大，將加大混凝土的最高溫升，從而使混凝土的溫度收縮應(yīng)力加大。再疊加其他因素的情況下，很有可能導(dǎo)致溫度收縮裂縫。由于高強(qiáng)水泥混凝土中水泥含量是普通混凝土的1.5倍，在硬化早期由于水分蒸發(fā)引起的干縮也將大于普通混凝土。

　　 碎石經(jīng)檢驗(yàn)級配符合規(guī)范要求，壓碎值8.3%＜12%（規(guī)范指標(biāo)），含泥量0.7%，不符合規(guī)范要求。 

　　砂采用河床中砂，含泥量4.2%＞3%，不符合規(guī)范要求，級配符合規(guī)范要求。

　　水采用河水，屬飲用水。

　　 減水劑符合規(guī)范要求。

　　 碎石和砂含泥量超標(biāo)，對混凝土表面裂縫有一定的影響，水泥用量過大，也是混凝土表面產(chǎn)生裂縫的主要因素。

　　2、設(shè)備因素

　　對張拉設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，如果張拉用的千斤頂儀表不準(zhǔn)，張拉力超過設(shè)計(jì)值，造成臺(tái)座變形位移，假如澆筑完混凝土后臺(tái)座發(fā)生變形，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。經(jīng)檢查，設(shè)備符合要求，臺(tái)座地基滿足要求，沒有發(fā)現(xiàn)臺(tái)座變形、位移、下沉現(xiàn)象。

　　3、施工工藝因素

　�。�1）、混凝土的拌制。拌和設(shè)備是500型強(qiáng)制式攪拌機(jī)，操作時(shí)拌和時(shí)間為1min左右，時(shí)間過短影響混凝土的均勻性，取其坍落度為3.5，判定水灰比過大，混凝土干縮量增大，產(chǎn)生干縮裂縫。碩士論文，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。

　�。�2）、混凝土澆注。工地采用插入式振動(dòng)器振搗，振搗過程出現(xiàn)過振現(xiàn)象，致使混凝土表面粗細(xì)集料離析，靠近模板的混凝土表面細(xì)集料集中。

　�。�3）、混凝土養(yǎng)生。現(xiàn)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，加快了水分的蒸發(fā)，致使表面干縮裂縫。

　　4、混凝土內(nèi)箍筋的影響因素

　　由于鋼筋和混凝土膨脹率的差異，鋼筋的膨脹率大于混凝土的膨脹率，混凝土表面的拉應(yīng)力小于鋼筋膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，從而使混凝土表面拉裂。碩士論文，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。

　　5、混凝土自身應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫

　　（1）、收縮裂縫�；炷�土的干燥過程是由表面逐步擴(kuò)展到內(nèi)部的，在混凝土內(nèi)呈現(xiàn)含水梯度，因此產(chǎn)生表面收縮大，內(nèi)部收縮小的不均勻收縮，致使表面混凝土承受拉力，內(nèi)部混凝土承受壓力，當(dāng)表面混凝土所產(chǎn)生的拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)便產(chǎn)生收縮裂縫。

　�。�2）、溫度裂縫�；炷�土由于水化熱作用、陽光照射、晝夜溫差大等因素影響致使其內(nèi)部與表面溫差過大，這時(shí)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(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，在表面拉應(yīng)力達(dá)到并超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生間距大致相等的直線裂縫即溫度裂縫，該結(jié)構(gòu)裂縫形態(tài)正是如此。

 

　　1、嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)。進(jìn)場材料必須經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)后方可使用，對高標(biāo)號(hào)混凝土使用高標(biāo)號(hào)水泥，減少水泥用量，水泥初凝時(shí)間必須大于45分鐘。細(xì)集料使用級配良好的中砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于2.6，含泥量小于2%。粗骨料使用質(zhì)地堅(jiān)硬、級配良好的碎石，含泥量小于1%，針片狀顆粒含量應(yīng)小于5%。嚴(yán)格控制水灰比，保證水用量控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。碩士論文，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。

　　2、混凝土的拌和。碩士論文，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。細(xì)致分析混凝土的配合比，控制其水灰比，減少坍落度，合理摻加減水劑。碩士論文，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板�；炷�土拌和時(shí)間控制在2min，攪拌時(shí)間短混合料不均勻，時(shí)間過長，會(huì)破壞材料的結(jié)構(gòu)。碩士論文，預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。保證混凝土的均勻性，嚴(yán)格控制加水量，經(jīng)常檢測混凝土的坍落度，以保證其具有良好的和易性。

　　3、混凝土的澆注�；炷�土澆注應(yīng)選擇一天中溫度較低的時(shí)候進(jìn)行，采用插入式振搗器時(shí)移動(dòng)間距不應(yīng)超過振搗器作用半徑的1.5倍，對每一振搗部位必須振動(dòng)到混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿，邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)器，避免過振，造成混凝土離析。

　　4、混凝土的養(yǎng)生。不論是收縮裂縫還是溫度裂縫，混凝土的養(yǎng)生最為關(guān)鍵。在混凝土澆注收漿結(jié)束后，盡快以草簾覆蓋和灑水養(yǎng)生，使混凝土表面始終保持在濕潤狀態(tài)，不允許混凝土在高溫下裸露暴曬。由于水泥在水化過程中產(chǎn)生很多的熱量，混凝土澆注完成后必須在側(cè)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(chǎn)生裂縫，混凝土養(yǎng)生時(shí)間不少于兩周。

　　5、芯模。充氣芯模在使用前應(yīng)經(jīng)過檢查，不得漏氣，有些混凝土空心板頂面裂縫就是由于混凝土在未達(dá)到2.5Zpa時(shí)芯模漏氣，致使頂面混凝土開裂。

 

　　通過以上改進(jìn)措施，混凝土表面裂縫逐漸消失。預(yù)應(yīng)力混凝土空心板是橋梁的承重結(jié)構(gòu)，因此，在預(yù)制前，必須要制定出施工工藝流程，對所有參與施工的人員進(jìn)行技術(shù)交底，掌握關(guān)鍵工序的施工技術(shù)要點(diǎn)，嚴(yán)格按規(guī)范要求檢測各項(xiàng)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)找出問題產(chǎn)生的原因，采取合理的處理措施加以解決，確�；炷�土空心板的施工質(zhì)量。