预应力混凝土空心板裂纹的成因及预防措施

　　1 概述

　　某工程施工中，应用了预应力混凝土，但是施工后在合同某标段中出现了20m空心板的竖向裂缝，该裂缝受到了技术部门的关注，针对其裂缝的出现技术人员进行了仔细的研究调查，尤其针对其与之过程进行了分析，并结合相关资料以及工艺流程，找出裂缝的出现原因，并针对性的提出了防治措施，使得空心板的裂缝现象得到有效控制，同时也对相似工程的空心板结构裂缝提供了防治参考资料。

　　2 裂缝的出现

　　在完成浇筑以及拆模后，空心板竖向便出现了长度范围大于50mm小于150mm宽度大于 0.02mm小于0.08mm的裂缝，且裂缝主要沿着连接筋方向发展；另外顶部也同样出现长度大于 50mm，小于 100mm 的裂缝，且裂缝宽度相对较宽，（0.02mm 至 0.12mm）。上述裂缝深度小于5mm，因而可以判定可能为温度裂缝或者收缩裂缝。这两种裂缝不会对空心板的使用造成影响，但是考虑预应力钢绞线放张后，由于抗拉强度的降低，混泥土结构中的裂缝就有可能继续发展扩大，所以，就需要仔细对裂缝的出现因素进行研究，并对其针对性的进行防治。在完成浇筑后的 24 小时内，裂缝便会产生，此时混泥土结构最为敏感极易受到外界伊苏的影响而发生裂缝（沉陷、收缩、震动）。一旦发生早期裂缝，那么混凝土结构便会遭到破坏，渗透性便会加大，使混凝土暴露于易损伤环境的表面增加，其耐久性以及使用寿命便会受到影响。

　　3 原因分析

　　针对空心板出现裂缝的各个因素，文章对其进行了详细的分析，为预应力混凝土空心板防治裂缝提出了理论基础。

　　3.1 原材料

　　该工程中使用南通海螺 P.O42.5 水泥，经过检验该型号水泥符合施工标准要求。在施工中 523kg/m3高强混凝土由于其水泥用量大多在(400～600kg/m3)，该用量超出了普通混凝土中水泥的用量，约为 1.5 至 2倍。这样的配比使该种混泥土在凝结过程中收缩体积便会高于其他混凝土，因而更容易出现收缩裂缝。由于使用了大量的高标号水泥，高强混凝土在进行硬化过程中会产生更多的水化热，其最高温升也会相对的提高，这也加大了温度收缩应力对于结构的影响。加之其他因素的影响，温度收缩裂缝便由此产生。正式由于水泥用量的增加，高强混凝土的水分蒸发在早期也相对较大，因而会产生更大的干缩，由此出现干缩裂缝。

　　工程中使用的碎石为安徽来安料场碎石，压碎值以及级配均符合施工要求，但是在含泥量上相对较差，不符合标准要求。

　　施工中使用赣江中砂，其含泥量在 4.2%至 3%之间，没有达到合规范要求，细度模数Mx=2.87，级配符合规范要求。施工用水均为现场开采的地下水，减水剂使用湛江FDN-5，均符合要求。由于碎石以及砂中的含泥量超出标准，因而会对结构裂缝的产生造成影响。

　　3.2 设备

　　通过校验张拉设备，可以发现：在张拉过程中所使用的千斤顶若是油表数值不准确，那么张拉力过大就会导致台座移位或者变形。在这种状况下进行浇筑，那么混凝土表面就必然会产生裂纹。该工程中对设备进行检验后发现台座没有发现存在变形、下沉或者移位的现象，台座地基也符合相关要求。

　　3.3 工艺

　　3.3.1 砼材料拌制。在进行混凝土拌制中所采用的搅拌设备为强制式搅拌机，对于该设备的操作应当注意以下几方面的内容：首先搅拌的时间约1分钟左右，若时间过短会影响材料的性能。而坍落度检测不符合要求，则混凝土的水灰比不符合设计用量，因而会出现较大的干缩量，因而产生裂缝。

　　3.3.2 砼浇注。在浇筑过程中需要采用振捣设备对混凝土紧密性予以提升，但是若出现过振现象，那么混凝土表面便会出现离析现象，在模板出就会集中大量的细集料。

　　3.3.3 砼养护。对于混凝土的养护一般是拆模以后，空心板由于受到空气中温度以及湿度的影响，其结构水分会快速蒸发，因而在表面形成干缩裂缝。

　　3.4 内部箍筋影响

　　膨胀率由于材料的不同而有所差别，混凝土同钢筋相比，钢筋的膨胀率稍大，在膨胀率差异的影响，便会在混凝土表面产生应力，因而出现拉裂现象。

　　3.5 自身应力裂缝

　　3.5.1 收缩裂缝。由于混凝土中主要的原料为水泥，而水泥在进行凝固的过程中由于水分子同水泥分子之间相互结合，因而体积会相对减小产生干缩。此外，结构也会出现凝缩，其二者结合后出现收缩。

　　3.5.2 温度裂缝。由于施工环境中阳光、温度以及混凝土结构在凝结过程中水化热现象等都会导致混凝土结构发生温度变化，这种冷热变化下，结构的体积会发生膨胀或者收缩现象，由此产生温度应力，若应力超出结构抗力时，结构便会产生裂缝。

　　4 预防措施

　　4.1 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分钟。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3%。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。

　　4.2 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水剂。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。

　　4.3 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，不再冒出气泡，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。

　　4.4 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，尽快用草帘或土工布覆盖和洒水养护，使混凝土表面始终保持湿润状态，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。

　　4.5 芯模

　　应当在施工前对充气胶囊的气密性进行检验，保证不漏气，很多空心板在施工过程中就是由于压力还没有达到标准要求时，芯模便漏气，所以在混凝土结构的表面便会出现裂缝。所以芯模的事前检验具有重要价值和意义。

　　5 结束语

　　通过上述方式进行改进可以有效减少甚至消除混凝土表面出现裂缝，而空心板作为建筑承重的重要结构，在预制前，必须制定相关规程对工艺予以确定。另外技术交底工作必须到位，保证所有的是施工技术人员都要掌握工程的关键技术要点，并按照相关指标进行规范性的施工，如若在操作过程中发现异常，应当及时的找出问题所在，并及时的予以处理，从而保证混凝土空心板质量。

　　参考文献
　　
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