钢筋混凝土管片裂纹成因研究及控制措施

文/李莹莹、黄小庆 河南康晖水泥制品有限公司 河南郑州 450000

钢筋混凝土管片裂纹成因研究及控制措施

文/李莹莹、黄小庆 河南康晖水泥制品有限公司 河南郑州 450000

结合郑州市河南康晖水泥制品有限公司管片生产的实际情况，针对管片在生产中出现的规律性裂纹，从原材料、配合比、混凝土施工和养护等几个方面分析了裂纹产生的原因，并提出了相应的纠正预防措施，通过实施得到了很好的控制。

钢筋；混凝土管片；裂纹；成因研究；控制措施

1、管片参数及生产情况

衬砌环管片的基本参数如下：衬砌环直径：外径6200mm，内径5500mm，衬砌环分为6块，衬砌厚度350mm，衬砌宽度1500mm，在生产中，偶尔会在管片外弧面及侧端面出现非贯穿性裂纹，虽然该裂纹符合《预制混凝土衬砌管片》（GB/T22082-2008）中规定的非贯穿性裂纹：内表面不允许，外表面裂纹宽度不超过0.02mm的要求及施工图设计的要求；但我公司领导却高度重视，不允许管片出现一点影响管片外观质量及内在质量问题的出现。针对以上裂纹，由生产部牵头，结合试验室、材料部、质检部及生产车间领班人员共同研究；针对裂纹情况，分析该裂纹产生的原因，制定了预防措施；

2、防止生产中再次出现该裂纹，具体措施有以下几点：

2.1、优化管片配合比

管片设计强度C50,抗渗等级P12,混凝土配合比设计的目标是经济上合理，技术上先进，工作性良好。在充分考虑到我公司生产的实际情况，确定了混凝土管片的浇注要求：

①降低坍落度，控制入模坍落度为70mm-90mm之间，低坍落度还对生产进度有所保证，在流水线施工的情况下，可以在保证脱模强度的情况下尽可能的多生产管片。

②减少水泥用量，有利于减少水泥水化热的产生，减小混凝土出现由于水泥水化热引起裂纹的可能性。

③掺加适量的矿物掺合料，增加混凝土的和易性，便于施工浇注。

④掺加早强型聚羧酸高性能减水剂，，在减少用水量的同时不影响混凝土的工作性，而且还能提高混凝土的早期强度，对生产有利。

2.2原材料质量控制措施

原材料进场后，由材料部及时通知试验室进行取样检测，检验合格后方可投入到生产中去，具体原材料的检验及进场验收指标如下：

① 水泥采用强度等级为42.5的普通硅酸盐，碱含量小于0.60%，C3A含量不宜超过8%，水泥比表面积≤350m2/Kg,其质量特性必须符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）相关规定的要求。

②粉煤灰：粉煤灰原材必须符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）标准中规范规定的F类1级粉煤灰的标准要求。

③ 矿粉：矿粉必须符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2008）标准中S95级相关的标准要求。

④ 细骨料：采用天然河砂，品质符合《建筑用砂》（GB/T14684-2011）的规定，采用细度模数为2.5～2.9的2区颗粒级配，粒径0.06mm累计筛余量不小于65%，粒径0.015mm累计筛余量不小于95%，砂中含泥量≤1.5%，泥块含量≤0.5%。

⑤ 粗骨料：不使用碱活性骨料，使用碎石品质符合《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2011）要求的级配良好，粒径为5～20连续级配，碎石中的含泥量≤0.7%，泥块含量≤0.3%，吸水率≤1%，针、片状含量≤8%。

⑥ 外加剂：外加剂的品质符合《混凝土外加剂》（GB/T8076-2008）及相关规范的要求。

2.3混凝土浇注施工

2.3.1减少混凝土的收缩裂缝

混凝土的收缩裂缝主要是在早期形成。为防止和减少混凝土的收缩裂缝，在管片生产施工过程中，采用覆盖薄膜及合理的蒸养制度以及浸水养护等办法来减少混凝土的塑性收缩以及干燥收缩裂缝。

2.3.2控制混凝土的浮浆

混凝土的浮浆是混凝土施工过程中常见的现象。在处理管片混凝土的浮浆问题方面，在施工中：

① 粗骨料要符合标准要求，严格控制混凝土的坍落度在设计的范围内，提高混凝土的和易性，粘聚性，不允许混凝土出现离析或泌水现象；

②在管片浇注过程中，分三层下料，每层之间间隔40秒左右，根据混凝土的坍落度控制振捣时间，一般控制在5分钟左右。采用合理的振动点和振动时间，减少浮浆和气孔。

2.4混凝土管片养护

2.4.1湿润养护

混凝土初凝后盖上吸水性强不易脱色的纤维织物，进行湿润养护；

2.4.2蒸汽养护

为加快模具的周转，提高混凝土管片的起吊强度，采取蒸汽养护。管片光好面后，用薄膜覆盖，进入蒸汽养护室进行养护。具体操作要求按以下要求进行：

①从成型到输入蒸汽此段时间为静停时间，静停时间不得少于2小时。

②为防止因温度升高使混凝土各组分膨胀损害内部结构，在自然温度下，每小时升温10～15℃,禁止超过20℃。

③蒸养温度应控制在55～60℃，最高不得超过80℃。

④蒸汽养护室分为升温区、恒温区、降温区，蒸养温度用电子控制器自动控制。

⑤坚决执行降温制度，到设定的降温区后用电子温度控制器控制降温的速度，逐步降温,降温速度不得高于20℃/小时。

⑥为防止在降温阶段混凝土失水产生表面干缩而可能产生表面裂缝，也为防止因内外温差过大而导致混凝土产生温差裂缝，所以蒸养完成后管片要在降温区降温足够的时间后才可脱模。

2.4.3水池养护

管片出模后冷却至与自然温度温差不超过20℃时入水池养护，保证管片的养护质量。水池养护的目的是确保管片在脱模后及时补充水分，确保混凝土强度的增长，确保抗渗性能达到设计要求。

1)水池养护的水质必须是清洁的自来水，养护池的水位应高出管片顶端5cm以上，水少时要及时补充，保持水质清洁。

2)管片养护应不少于14天。

通过以上各个预防措施的相互结合，有效的控制了混凝土管片裂纹的产生。同时也使混凝土管片的各项检验指标都达到了设计要求。

[1]徐荣年，徐欣磊.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社，2010-5-1.

[2]JGJ 55-2011普通混凝土配合比设计规程(附条文说明)[S].中国建筑工业出版社.

[3]GB 50164-2011 混凝土质量控制标准[S].中国建筑工业出版社.

[4]GB/T 22082-2008 预制混凝土衬砌管片[S].中国标准出版社.