预应力混凝土空心板裂缝分析与防治*

李林汉

(华南监理公司广州分公司，广东广州510600)

预应力混凝土空心板裂缝分析与防治*

李林汉

(华南监理公司广州分公司，广东广州510600)

针对茂湛铁路工程某乡村公路跨铁路桥梁工程施工中产生竖向裂缝的现象，分析了其产生的原因，并提出了预防措施。

预应力混凝土;空心板;裂缝

一、裂缝的产生

空心板在混凝土浇筑完成拆模后，沿连接筋竖向产生长度20－100mm，宽度为0．02－0．06mm裂缝，顶面也出现30－60mm，宽度为0．02－0．9mm的裂缝。凿开混凝土裂缝发现，裂缝深度在0－5mm之间，初步叛断为收缩裂缝或温度裂缝。不影响空心板的正常使用，但是预应力钢绞线放张后，有使混凝土表面抗拉强度降低，致使裂缝长度、宽度和深度增长的可能，为此，分析裂缝产生的原因和改进措施是完全必要的。

二、裂缝产生的原因分析

鉴于预应力混凝土空心板产生裂缝，技术人员立即对施工中的各个环节进行了分析。

1、水泥采用海螺牌P．O52．5R，经检验符合规范要求，水泥用量:370kg/m3、砂663kg/m3、碎石5－20mm1082kg/m3。

水采用自来水。

粉煤灰(台山F类)120kg/m3、外加剂(上海法拉德建材有限公司生产)5．88kg/m3均符合规范要求及中投标单位生产的产品。

经检验，碎石和砂含泥量均超标，对混凝土表面裂缝有一定的影响，水泥用量过大，达到了规范要求的最高限度，这是混凝土表面产生裂缝的主要因素。

2、设备因素

对张拉设备进行校验，如果张拉用的千斤顶油表数不准，张拉力超过设计值，造成台座变形位移，假如浇注完混凝土后，台座发生变形，混凝土表面就会产生裂纹。经检查设备符合要求，台座地基满足要求，没有发现台座变形、位移、下沉现象。

其中，xmin0为基年中25个城市该指标的最小值，xmax0为基年中该指标的最大值。如果某项数值小于基年的最小值，该项指标就会小于0。

3、施工工艺因素

(1)混凝土的拌制。拌各设备是经验收合格的拌和站强制式搅拌机，操作方面，拌和时间1min左右，时间过短，从而影响混凝土的均匀性，取其坍落度为5．4，判断水灰比超过了设计用量，水灰比过大，混凝土干缩性加大，产生干缩裂缝。

(2)混凝土浇注。工地采用插入式振动器振密，振动过程出现过振现象，致使混凝土表面粗细集料离析，靠边模板的混凝土表面细集料集中。

(3)混凝土养生。现场操作往往是等混凝土脱模后才开始养生，空心板顶面裸露在大气中，夏季气温达35℃，加快了水份的蒸发，致使混凝土表面干缩裂缝。

4、混凝土内箍筋的影响因素

由于钢筋和混凝土膨胀率的差异，钢材的膨胀率大于混凝土的膨胀率，混凝土表面的拉应力小于钢筋膨胀所产生的应力，从而使混凝土表面拉裂。

5、混凝土自身应力形成的裂缝

(1)收缩裂缝。混凝土凝固时，一些水份与水泥颗粒结合，使体积减少，成为凝缩。另一些水份蒸发，使体积减小，成为干缩。凝缩和干缩合称为收缩。混凝土的干燥过程是由表面逐步扩展到内部的，在混凝土内呈现含水梯度。因此产生表面收缩大，内部收缩小的不均匀收缩现象，致使表面混凝土承受拉力，内部混凝土承受压力。当表层混凝土所产主的拉力超过其扩拉强度时，便产生收缩裂缝。

(2)温度裂缝。混凝土受水泥水化热、阳光照射、夜间降温等因素影响出现冷热变化时，将发生收缩和膨胀，产生温度应力，温度应力超过混凝土扩拉强度时，即产生裂缝。可以初步推断是由于水化热过大引起的温度裂缝。由于水化热作用，使混凝土内部和外表面温差过大，这时内部混凝土受压应力，表面混凝土受拉应力。由于混凝土抗压强度远大于抗拉强度，表面拉应力可能先达到并超过混凝土的抗拉强度，而产生间距大致相等的直线裂缝(称温差裂缝)，该结构裂缝形态正是如此。

三、裂缝的预防措施

1、严把原材料质量关。进场材料必须经严格检验后方能使用，对高标号混凝土使用高标号水泥，减少水泥用量，水泥初凝时间必须大于45min。细集料使用级配良好的中砂，细度模数MX应大于2．6，含泥量小于2%。粗骨料使用质地坚硬、级配良好的碎石，含泥量小于1%，针片状颗粒含量应小于5%。严格控制水灰比，保证水的用量控制在标准之内。

2、混凝土凝土拌和。细致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，减少混凝土的坍落度，合理掺加塑化剂和减水剂。混凝土凝土拌和时间控制在2min，不能过短，也不能过长。保证混凝土的均匀性，严格控制加水量，经常检测混凝土的坍落度，以保证混凝土具有良好的和易性。

3、混凝土的浇注。混凝土浇注应选择一天中温度较低的时温进行，混凝土浇注完成后气温逐步提高，采用插入式振捣器振捣时，移动间距不应超过振捣器作用半径的1．5倍，对每一振捣部位必须振捣到混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面出呈平坦、泛浆，边振动徐徐提出振动棒，避免过振，造成混凝土离析。

4、混凝土养护。混凝土浇注收浆完成后，尽快用草帘覆盖和洒水养护，使混凝土表面始终保持在湿润状态，不允许混凝土在高温下裸露曝晒。由于水泥在水化过程中产生很大的热量，混凝土浇注后必须在侧模外喷水散热，以免混凝土由于温度过高、体积膨胀过大，在冷却后体积收缩过大产生裂缝，养护时间不少于两周。

5、芯模。充气胶气囊在使用前应经检查，不得漏气，有些空心板混凝土顶面裂缝就是由于混凝土在未达到2．5MPA时，芯模漏气，致使顶面混凝土开裂。因此，预制之前检查芯模是否完好非常重要。

四、结论

通过以上改进措施，混凝土表面裂缝逐渐消失。预应力混凝土空心板是桥梁的承重结构，因此，在预制过程前，一定要制定出施工工艺规程，对所有参加施工的人员进行技术交底:掌握关键工序的技术要点，严格按规范要求检测各项指标，发现异常，及时找出问题的原因，采取合理的措施进行解决，确保混凝土空心板的质量。

2011－05－17

李林汉(1962－)，男，广东五华人，助理工程师。