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1、先张预应力空心板早期裂缝成因与防治梁忠强 翟仲勋（山东省路桥集团有限公司）摘要：本文概括了先张预应力空心板砼早期裂缝产生的部位及规律，阐述了裂缝形成的内、外因素，找出了相应的防治措施，对今后的空心板预制应有借鉴意义。关键词：先张预应力 砼早期裂缝 成因与防治近几年来，先张预应力空心板梁在高等级公路建设中被广泛采用。与其他形式的简支结构相比，它具有造价低、施工方便、外观美观等优点，因此，有着极强的竞争力。但是，先张预应力空心板梁对施工质量、材料质量、气候环境和配料设计的要求较为严格，易出现裂缝。本文结合近几年的工作实践，对其裂缝成因及防治措施与同行们共同探讨。1、裂缝部位及规律11 在施工期间，
2、先张预应力空心板梁裂缝均发生在受压区，受拉区末发现裂缝。12 在空心板顶 面，裂缝较易出现在箍筋 处，严重者超过05mm，且有时平面贯通。多数裂缝发生在中 间 l3 梁宽位置，深度不大，一般在 10mm 以内。13 在顶面预留铰缝钢筋处，也是经常发生顶面裂缝的位置，这种裂缝长度一般在 25cm 左右，且深度极小，对构件基本上没有影响。14 在梁体立面，裂 缝上宽下窄，其上与顶面裂缝相接，裂缝长度一般不超过梁高的 l2。 15 裂缝易发生在温差较大的季节及干燥季节。16 砼水灰比大、浇筑时发生离析现象的空心板顶面易发生裂缝。17 纵向裂缝较为少见，但也曾出现过整槽发生纵向裂缝的现象，纵向裂缝发生
3、时，一般其横向裂缝也较为严重，纵向裂缝一般不贯通，间隔出现。2、早期裂缝内部原因分析21 水泥的水化热作用：砼在拌和、运 输、振捣、凝结、硬化的过程中，水泥与水发生水化反应，水化过程中释放出大量的热能，使内部温度升高，而板面温度受外界气温影响有所降低。升温使砼内部体积膨胀，降温使砼表面收缩，膨胀时混凝土内部产生压应力，收缩时砼表面产生拉应力，当压应力和拉应力超过当时其抗压强度和抗拉强度时，空心板表面将发生裂缝现象。22 矿物成分与水起水化反 应。水泥与水接触后，其 矿物成分与水起水化反应生成水化物，导致体积膨胀，同时反应过程中产生大量的热量，当内外差较大时，裂缝便形成。23 碱骨料反 应。当砼
4、拌和后，水泥中的碱不断溶解，这种碱液与活性骨料的硅酸盐物质起化学反应，析出胶状的碱硅胶，硅胶从周围介质中吸取水份而发生膨胀，从而使混凝土发生膨胀裂缝。24 砼的干缩 作用。砼在凝结、硬化过程中，仅很少一部分水分参加水化反应，而大部分水分逐渐蒸发，使砼体积产生干缩变形。干缩作用使砼内产生不同程度的拉应力。当干缩产生的拉应力超过砼硬化初期抗拉强度时，将会出现裂缝现象。3、早期裂缝外部原因分析31 砼配比 设计不合理。 预应力空心板砼设计标 号较高，20 米跨径约为 50MPa，10 米、 13 米和 16 米跨径约为 40MPa。砼配比设计时，一般施工人员偏于保守，水泥用量超限，特别是在新的砼评定
5、标准提高以后，其水泥用量较以前增加了 510，由于水泥用量的增加，使砼凝结缩量增大，造成表面产生裂缝。32 水灰比过大。砼拌制过程中，有的拌合设备计量不准，特别是用水量控制不准，使水灰比过大，造成离析现象，振捣后水泥浆上浮到顶板，从而使砼强度不均匀，下部分强度大，顶板强度低，砼强度较弱区往往是裂缝最容易发生的部位。顶板浮浆过多发生沉缩现象较为明显，在每根箍筋处顶板横向裂缝较为严重。33 砂、石料含泥量超限。砂、石料含泥量超限，使其与水泥之间的胶结力有所降低，造成砼的强度和抗渗性降低而产生网状裂缝。34 内模胶囊上浮。砼浇筑过程中， 对胶囊有较大的浮力，若胶囊固定不牢，就会发生胶囊上浮现象，造成
6、顶板厚度减小，产生干缩裂缝。35 抽拔胶囊过 早。抽拔胶囊的时间 与当时砼强度有关，一般控制混凝土强度达到 0.60.8MPa 时为宜。抽拔过早会出现“粘皮”、 “脱落 ”现象，梁体产生内部裂纹影响砼质量。36 保护层厚度不均匀。钢筋成型时，若尺寸控制不准确，造成顶板保护层过小或过大，这种情况下也常常出现裂缝。37 胶囊漏气。内模胶囊因为制造质量或在施工中有所损坏，造成在砼浇筑过程中漏气，气压降低，在砼几乎没有强度的情况下，顶板砼将发生下陷，造成难以补救的事故。38 侧模拆除时间过早。在砼抗压强度达不到 2.5MPa 时，拆除侧模板，由于操作时发生振动，侧面常常出现较窄的竖向裂缝。39 气温剧
7、变。气温的急剧变化或大风造成砼表面急剧冷缩或干缩，从而增大了砼的拉应力，加快了砼早期裂缝的形成。310 养生不当。养生不及 时，砼表面水份蒸发过快，从而形成干缩裂缝。外界温度在 5以下时，如果不及时覆盖保温材料，也容易出现裂缝。311 松张过早。预应力钢铰线松张时砼强度设计规定一般不低于设计标号的 85，同一槽浇筑的空心板，由于第一块和最后一块浇筑相隔时间较长，松张时每块板砼抗压强度有较大差异，砼强度较低的空心板，起拱度将超过设计值，这时顶板砼因超过其抗拉强度而发生裂缝，也会造成空心板已出现的裂缝扩大。4、早期裂缝防治41 合理进行砼 配合比设计。在砼配比 设计中，不要为了提高保证率而过多地增
8、加水泥用量，在满足砼坍落度的前提下，尽量采用可靠的减水剂，合理调整配合比，降低水泥用量和用水量，以减少砼的凝结收缩量。42 严格控制原材料。按照 质量要求，严格进行选料，对不符合要求的砂、石料和水泥不许进场，对含泥量较大的骨料要用水冲洗，严禁使用过期和不同标号水泥，尽量采用发热量及收缩较小的水泥。43 选择较好的天气浇筑混凝土。注意天气预报，尽量选择较好的天气浇筑空心板，尽量避开下午、下雨和温差较大的天气浇筑。在夏天浇筑砼不宜在白天进行，在冬季宜在中午浇筑砼，并要采取冬季施工措施。44 在开盘前， 对砼拌和设备要仔细检查，消除故障，严禁在浇筑过程中间断施工，确保砼一次浇筑完成。45 铺底砼振平
9、以后，应尽快放胶囊内模、浇二层砼，尽量缩短施工缝处上下两部分砼的施工时间差。46 适时收浆、二次抹平。 砼在初凝前往往会出现表面干缩裂缝，及时收浆二次抹平，可增加了砼表面的密度，同时使砼表面的干缩裂缝愈合。这是消除早期裂缝最行之有效的措施。47 严格检查胶囊，严禁漏气。 对使用的胶囊要经常打压检查，发现漏气者应及时修补。48 胶囊定位钢筋要固定好。定位钢筋下料要准确，生根要牢，一般固定在钢铰线上为好。49 加强砼养生。砼浇筑完毕，及 时盖草袋及塑料膜，并经常洒水使之保持湿润。气温低于 10，要加盖保温材料，进入冬季采用蒸气养生。410 严格控制拆模时间。抽胶囊的时间要根据现场砼试块强度而定，严禁过早抽胶囊。侧模拆除时间，也要待砼达到一定强度后，方可拆除。411 严格控制放张时间。松张时要以最后浇筑砼强度来控制，控制松张的砼试块要与梁体同条件养生，砼强度低于 85时严禁松张。412 早期裂缝的补救。空心板裂缝最大的危害就是渗水，使内部钢筋锈蚀而减少使用寿命。较小的早期裂缝，一般不必处理，但裂缝宽度较大和深度较深时，必须进行处理，对较严重的裂缝可以凿成三角槽，用环氧树脂砂浆修补。5、结语先张预应力砼空心板的早期裂缝，对结构的使用寿命有一定影响，只要我们在施工中严格控制、精心操作，是可以预防的。由于水平有限，文中难免有不当之处，敬请同行们批评指正。
