淺析預(yù)應(yīng)力混凝土空心板裂紋的成因及預(yù)防措施
1 概述
某工程施工中，應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力混凝土，但是施工后在合同某標(biāo)段中出現(xiàn)了20m空心板的豎向裂縫，該裂縫受到了技術(shù)部門(mén)的關(guān)注，針對(duì)其裂縫的出現(xiàn)技術(shù)人員進(jìn)行了仔細(xì)的研究調(diào)查，尤其針對(duì)其與之過(guò)程進(jìn)行了分析，并結(jié)合相關(guān)資料以及工藝流程，找出裂縫的出現(xiàn)原因，并針對(duì)性的提出了防治措施，使得空心板的裂縫現(xiàn)象得到有效控制，同時(shí)也對(duì)相似工程的空心板結(jié)構(gòu)裂縫提供了防治參考資料。
2 裂縫的出現(xiàn)
在完成澆筑以及拆模后，空心板豎向便出現(xiàn)了長(zhǎng)度范圍大于50mm小于150mm寬度大于 0.02mm小于0.08mm的裂縫，且裂縫主要沿著連接筋方向發(fā)展；另外頂部也同樣出現(xiàn)長(zhǎng)度大于 50mm，小于 100mm 的裂縫，且裂縫寬度相對(duì)較寬，（0.02mm 至 0.12mm）。上述裂縫深度小于5mm，因而可以判定可能為溫度裂縫或者收縮裂縫。這兩種裂縫不會(huì)對(duì)空心板的使用造成影響，但是考慮預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張后，由于抗拉強(qiáng)度的降低，混泥土結(jié)構(gòu)中的裂縫就有可能繼續(xù)發(fā)展擴(kuò)大，所以，就需要仔細(xì)對(duì)裂縫的出現(xiàn)因素進(jìn)行研究，并對(duì)其針對(duì)性的進(jìn)行防治。在完成澆筑后的 24 小時(shí)內(nèi)，裂縫便會(huì)產(chǎn)生，此時(shí)混泥土結(jié)構(gòu)最為敏感極易受到外界伊蘇的影響而發(fā)生裂縫（沉陷、收縮、震動(dòng)）。一旦發(fā)生早期裂縫，那么混凝土結(jié)構(gòu)便會(huì)遭到破壞，滲透性便會(huì)加大，使混凝土暴露于易損傷環(huán)境的表面增加，其耐久性以及使用壽命便會(huì)受到影響。
3 原因分析
針對(duì)空心板出現(xiàn)裂縫的各個(gè)因素，文章對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板防治裂縫提出了理論基礎(chǔ)。
3.1 原材料
該工程中使用南通海螺 P.O42.5 水泥，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)該型號(hào)水泥符合施工標(biāo)準(zhǔn)要求。在施工中 523kg/m3高強(qiáng)混凝土由于其水泥用量大多在(400～600kg/m3)，該用量超出了普通混凝土中水泥的用量，約為 1.5 至 2倍。這樣的配比使該種混泥土在凝結(jié)過(guò)程中收縮體積便會(huì)高于其他混凝土，因而更容易出現(xiàn)收縮裂縫。由于使用了大量的高標(biāo)號(hào)水泥，高強(qiáng)混凝土在進(jìn)行硬化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生更多的水化熱，其最高溫升也會(huì)相對(duì)的提高，這也加大了溫度收縮應(yīng)力對(duì)于結(jié)構(gòu)的影響。加之其他因素的影響，溫度收縮裂縫便由此產(chǎn)生。正式由于水泥用量的增加，高強(qiáng)混凝土的水分蒸發(fā)在早期也相對(duì)較大，因而會(huì)產(chǎn)生更大的干縮，由此出現(xiàn)干縮裂縫。
工程中使用的碎石為安徽來(lái)安料場(chǎng)碎石，壓碎值以及級(jí)配均符合施工要求，但是在含泥量上相對(duì)較差，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
施工中使用贛江中砂，其含泥量在 4.2%至 3%之間，沒(méi)有達(dá)到合規(guī)范要求，細(xì)度模數(shù)Mx=2.87，級(jí)配符合規(guī)范要求。施工用水均為現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)采的地下水，減水劑使用湛江FDN-5，均符合要求。由于碎石以及砂中的含泥量超出標(biāo)準(zhǔn)，因而會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生造成影響。
3.2 設(shè)備
通過(guò)校驗(yàn)張拉設(shè)備，可以發(fā)現(xiàn)：在張拉過(guò)程中所使用的千斤頂若是油表數(shù)值不準(zhǔn)確，那么張拉力過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致臺(tái)座移位或者變形。在這種狀況下進(jìn)行澆筑，那么混凝土表面就必然會(huì)產(chǎn)生裂紋。該工程中對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)臺(tái)座沒(méi)有發(fā)現(xiàn)存在變形、下沉或者移位的現(xiàn)象，臺(tái)座地基也符合相關(guān)要求。
3.3 工藝
3.3.1 砼材料拌制。在進(jìn)行混凝土拌制中所采用的攪拌設(shè)備為強(qiáng)制式攪拌機(jī)，對(duì)于該設(shè)備的操作應(yīng)當(dāng)注意以下幾方面的內(nèi)容：首先攪拌的時(shí)間約1分鐘左右，若時(shí)間過(guò)短會(huì)影響材料的性能。而坍落度檢測(cè)不符合要求，則混凝土的水灰比不符合設(shè)計(jì)用量，因而會(huì)出現(xiàn)較大的干縮量，因而產(chǎn)生裂縫。
3.3.2 砼澆注。在澆筑過(guò)程中需要采用振搗設(shè)備對(duì)混凝土緊密性予以提升，但是若出現(xiàn)過(guò)振現(xiàn)象，那么混凝土表面便會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象，在模板出就會(huì)集中大量的細(xì)集料。
3.3.3 砼養(yǎng)護(hù)。對(duì)于混凝土的養(yǎng)護(hù)一般是拆模以后，空心板由于受到空氣中溫度以及濕度的影響，其結(jié)構(gòu)水分會(huì)快速蒸發(fā)，因而在表面形成干縮裂縫。
3.4 內(nèi)部箍筋影響
膨脹率由于材料的不同而有所差別，混凝土同鋼筋相比，鋼筋的膨脹率稍大，在膨脹率差異的影響，便會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生應(yīng)力，因而出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象。
3.5 自身應(yīng)力裂縫
3.5.1 收縮裂縫。由于混凝土中主要的原料為水泥，而水泥在進(jìn)行凝固的過(guò)程中由于水分子同水泥分子之間相互結(jié)合，因而體積會(huì)相對(duì)減小產(chǎn)生干縮。此外，結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)凝縮，其二者結(jié)合后出現(xiàn)收縮。
3.5.2 溫度裂縫。由于施工環(huán)境中陽(yáng)光、溫度以及混凝土結(jié)構(gòu)在凝結(jié)過(guò)程中水化熱現(xiàn)象等都會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生溫度變化，這種冷熱變化下，結(jié)構(gòu)的體積會(huì)發(fā)生膨脹或者收縮現(xiàn)象，由此產(chǎn)生溫度應(yīng)力，若應(yīng)力超出結(jié)構(gòu)抗力時(shí)，結(jié)構(gòu)便會(huì)產(chǎn)生裂縫。
4 預(yù)防措施
4.1 嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)
進(jìn)場(chǎng)材料必須經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)后方能使用，對(duì)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(jí)配良好的`中砂，細(xì)度模數(shù)Mx應(yīng)大于 2.6，含泥量小于3%。粗骨料使用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)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，保證水的用量控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。
4.2 混凝土拌和
細(xì)致分析混凝土集料的配比，控制混凝土的水灰比，減少混凝土的坍落度，合理?yè)郊铀芑瘎┖蜏p水劑。保證混凝土的均勻性，嚴(yán)格控制加水量，經(jīng)常檢測(cè)混凝土的坍落度，以保證混凝土具有良好的和易性。
4.3 混凝土的澆注
混凝土澆注應(yīng)選擇一天中溫度較低的時(shí)候進(jìn)行，采用插入式振搗器振搗時(shí)，移動(dòng)間距不應(yīng)超過(guò)振搗器作用半徑的 1.5 倍，對(duì)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)棒，避免過(guò)振，造成混凝土離析。
4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)
不論是收縮裂縫還是溫度裂縫，混凝土的養(yǎng)護(hù)最為關(guān)鍵。等混凝土脫模之后才開(kāi)始灑水養(yǎng)護(hù)的方法是錯(cuò)誤的�；炷翝沧⑹諠{完成后，盡快用草簾或土工布覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面始終保持濕潤(rùn)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(guò)程中產(chǎn)生很大的熱量，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(guò)高，體積膨脹過(guò)大，在冷卻后體積收縮過(guò)大產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于兩周。
4.5 芯模
應(yīng)當(dāng)在施工前對(duì)充氣膠囊的氣密性進(jìn)行檢驗(yàn)，保證不漏氣，很多空心板在施工過(guò)程中就是由于壓力還沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，芯模便漏氣，所以在混凝土結(jié)構(gòu)的表面便會(huì)出現(xiàn)裂縫。所以芯模的事前檢驗(yàn)具有重要價(jià)值和意義。
5 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)上述方式進(jìn)行改進(jìn)可以有效減少甚至消除混凝土表面出現(xiàn)裂縫，而空心板作為建筑承重的重要結(jié)構(gòu)，在預(yù)制前，必須制定相關(guān)規(guī)程對(duì)工藝予以確定。另外技術(shù)交底工作必須到位，保證所有的是施工技術(shù)人員都要掌握工程的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，并按照相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范性的施工，如若在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)當(dāng)及時(shí)的找出問(wèn)題所在，并及時(shí)的予以處理，從而保證混凝土空心板質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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