预应力混凝土空心板裂缝分析与防治

李毅

摘要：预应力混凝土空心板在施工过程中，易产生裂缝。影响因素有：温度应力，原材

料、质量，施工工艺等。加强施工过程主要工序的管理，特别是混凝土的养护对

消除混凝土的表面裂缝尤为关键。

关键词：预应力，混凝土，空心板，裂缝，防治

中图分类号：TU528.571 文献标识码：A文章编号：

Abstract: the prestressed concrete hollow slab in construction process, easy to crack. Two factors: temperature stress, raw material

Material, quality, construction technology and so on. Strengthen the construction process of the main process management, especially the concrete curing to

Eliminate the surface of concrete crack was key.

Keywords: prestressed concrete, concrete, hollow slab, cracks, prevention and treatment

1、概述

预应力空心板是桥梁工程的主要受力结构，保证混凝土的预制质量至关重要，本预制厂预制空心板的数量315片，均为后张法预应力混凝土空心板。为保证后张梁的施工质量，对混凝土的控制尤为重要。

2、 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。

2.1 原材料因素

高强混凝土由于其水泥用量大多在(450～600kg/m3)。 混凝土因采用高标号水泥且用量大，这样在混凝土硬化过程中，水化放热量大，将加大混凝土的最高温升，从而使混凝土的温度收缩应力加大。在叠加其他因素的情况下，很有可能导致温度收缩裂缝。碎石采用上津永基料场碎石，级配符合规范要求，压碎值8.3%<12%(规范指标)，含泥量0.7%符合规范要求。砂采用小洪沟中砂，含泥量2.2%<3%,符合规范要求，细度模数Mx=2.7,级配符合规范要求。水采用山溪河水，属饮用水。西安蓝景LJG高效减水剂，符合规范要求。碎石和砂含泥量超标，对混凝土表面裂缝有一定影响，水泥用量过大，达到了规范要求的最高限，这是混凝土表面产生裂缝的主要因素。

2.2 设备因素

对张拉设备进行校验，如果张拉用的千斤顶油表度数不准，张拉力超过设计值，会使梁板锚垫板处砼直接产生裂纹，超张拉可能造成台座变形位移或局部损坏，如果处理不当或不及时在砼浇注过程中台座发生变形，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、下沉现象锚垫板处砼并没有产生裂纹。

2.3施工工艺因素

2.3.1混凝土的拌制

拌和设备是500型强制式搅拌机，操作方面，拌和时间一般为3min左右，时间过短，从而影响混凝土的均匀性，取其坍落度为6～9，判定水灰比超过了设计用量，水灰比过大，混凝土干缩量加大，产生干缩裂缝。

2.3.2混凝土浇注。工地采用插入式振动器振密，振捣过程出现过振现象，致使混凝土表面粗细集料离析，靠近模板的混凝土表面细集料过于集中造成强度不够，当受到外界条件的影响如养护不及时，温度过高时有可能产生裂纹。

2.3.3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，夏季最高气温达35℃，加快了水份的蒸发，致使表面干缩裂缝。

2.4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。

2.5混凝土自身应力形成的裂缝

2.5.1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，称为凝缩。另一些水份蒸发，使体积减小，称为干缩，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，致使表面混凝土承受拉力，内部混凝土承受压力。当表层混凝土所产生的拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

2.5.2温度裂缝

混凝土受水泥水化放热、阳光照射、夜间降温等因素影响而出现冷热变化时，将发生收缩和膨胀，产生温度应力，温度应力超过混凝土抗拉强度时，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，使混凝土内部与外表面温差过大，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。

3、裂缝的预防措施

3.1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45分鐘。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。

3.2混凝土拌和

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少剂。混凝土拌和时间控制在3min，不能过短，也不能过长。搅拌时间短混合料不均匀，时间过长，会破坏材料的结构。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。

3.3混凝土的浇注

混凝土浇注应选择一天中温度较低的时候进行，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动到混凝土停止下沉，不在冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆，边振动边徐徐提出振动棒，避免过振，造成混凝土离析。

3.4混凝土养护

不论是收缩裂缝还是温度裂缝，混凝土的养护最为关键。等混凝土脱模之后才开始洒水养护的方法是错误的。混凝土浇注收浆完成后，尽快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暴晒。由于水泥在水化过程中产生很大的热量，混凝土浇注完成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。

3.5 芯模

整体钢模板，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，模板支撑不稳固，致使顶面混凝土开裂。因此，预制之前检查芯模是否完好,支撑是否稳固格外重要。

4、结束语

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，对所有参与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，及时找出问题产生的原因，采取合理的处理措施加以解决，确保混凝土空心板的预制质量。