先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫成因及控制

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫成因及控制措施摘要：通過對先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫成因的分析，提出一系列裂縫控制措施，取得了一定的成效。關(guān)鍵詞：裂縫蒸養(yǎng)收縮抗拉強度拉應(yīng)力概況世構(gòu)體系（SCOPE）是從法國引進(jìn)的預(yù)制預(yù)應(yīng)力裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系，是采用預(yù)制柱或現(xiàn)澆柱，預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土梁、板，通過鋼筋混凝土后澆部分將梁、板、柱及節(jié)點連成整體的框架結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)相比，具有降低工程造價、縮短工期、節(jié)省周轉(zhuǎn)材料、利于環(huán)保等技術(shù)及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。該技術(shù)在工程中的應(yīng)用研究成果通過了省建設(shè)廳的鑒定，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。世構(gòu)體系的主要構(gòu)件是先張預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁及預(yù)制板，主要材料如下表：名稱混凝土主筋分布筋（箍筋）預(yù)制梁C40φs12.7鋼絞線ffptk=18860箍筋Ⅰ、Ⅱ級鋼預(yù)制板C40φI4.8消除應(yīng)力鋼鋼絲fptk=15570φ5CRB650冷冷扎帶肋鋼筋筋預(yù)制構(gòu)件全部采用臺座法生產(chǎn)，生產(chǎn)臺座及模具均從法國進(jìn)口；生產(chǎn)工藝采用先張法，張拉控制應(yīng)力為0.8fptk，采用一次性超張拉。為了加快模具周轉(zhuǎn)，提高生產(chǎn)率，養(yǎng)護(hù)方式采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，用蓬布覆蓋模具。蒸養(yǎng)曲線如下圖示：溫度溫度80℃80℃40℃40℃環(huán)境溫度環(huán)境溫度02h4ht時間澆注砼02h4ht時間t：蒸養(yǎng)時間（h）預(yù)制梁蒸養(yǎng)曲線圖預(yù)制板蒸養(yǎng)曲線圖在生產(chǎn)過程中遇到了各類裂縫事故，有的經(jīng)采取措施后防止了裂縫的產(chǎn)生，有的經(jīng)處理后仍在工程上使用，開裂嚴(yán)重的則以報廢處理?，F(xiàn)將幾種主要混凝土裂縫的成因及處理方法作一介紹。預(yù)制板裂縫預(yù)制板常見裂縫有以下幾種：板面中部橫向裂縫這種裂縫常見于生產(chǎn)線的張拉端，出現(xiàn)在混凝土澆注后放張前，在預(yù)制板的中部，吊鉤處尤為多見。嚴(yán)重的橫向貫通，裂縫寬度達(dá)1mm。放張后，裂縫閉合，縫寬為0.1~0.5mm。1產(chǎn)生的原因：臺座表面未清理干凈，脫模劑涂刷不均勻，局部混凝土與臺座粘結(jié)，在養(yǎng)護(hù)期間溫度變化，熱脹冷縮，預(yù)制板受到臺座及預(yù)應(yīng)力筋的約束，導(dǎo)致板面橫向開裂。預(yù)應(yīng)力筋張拉力高，放張后產(chǎn)生較大反拱，使板面產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而開裂。預(yù)制板在澆注混凝土前臺座要先預(yù)熱到40℃，張拉端的第一塊板由于沒有及時蓋蓬布，表面游離水分蒸發(fā)過快，體積急劇收縮，此時混凝土強度很低，不能抵抗變形應(yīng)力而導(dǎo)致開裂。水泥用量過大，以致混凝土收縮量大。1.2控制措施：每次構(gòu)件出模后都要將臺座的底模和側(cè)模清理干凈，下次生產(chǎn)前重新涂刷脫模劑，以保證臺座表面光滑。在不能降低控制應(yīng)力的情況下，適當(dāng)提高放張強度，在板面加斜向及縱向鋼筋?？刂茰囟茸兓俾剩瑥亩刂婆_座變形速率。嚴(yán)格控制水灰比及水泥用量，選擇級配良好的石子，減少孔隙率，混凝土振搗密實，以減少收縮量。板面縱向裂縫這種裂縫出現(xiàn)于寬度2.5m的預(yù)制板的中間，板面看不到，裂縫在預(yù)制板的底部。2.1產(chǎn)生原因立方體試塊強度達(dá)放張要求后，停止供蒸汽，但沒有及時放張起吊，溫度降低的情況下，模板及混凝土發(fā)生冷縮，但混凝土收縮速率小于鋼模，以致起吊時預(yù)制板兩側(cè)被模具卡住，造成縱向折斷。堆放時墊塊擺放位置不準(zhǔn)確，由于預(yù)制板自重從而產(chǎn)生縱向通長裂縫。2.2控制措施當(dāng)強度達(dá)到要求后及時放張，起吊時應(yīng)緩慢上提，如果發(fā)現(xiàn)起吊困難及時停止，用木棰輕敲側(cè)模，使預(yù)制板與臺座分離后再起吊。堆放時嚴(yán)格按照要求，墊塊擺在吊鉤位置。板端橫向裂縫及板角斜裂縫這種裂縫多出現(xiàn)在堆放堆場。3.1產(chǎn)生原因堆放場地地基下沉。堆放層數(shù)太多，或者大規(guī)格板在上，小規(guī)格板在下。墊塊位置不準(zhǔn)確，兩端懸挑部分太長。3.2控制措施堆場地基要夯實。盡可能將同規(guī)格的堆在一起，一般不超過15層，一些小規(guī)格板最多不超過20層。墊塊擺放位置準(zhǔn)確。三、預(yù)制梁裂縫預(yù)制梁裂縫有以下幾種：梁中貫通裂縫1產(chǎn)生原因由于追求早強，水泥用量大，水灰比小，混凝土自收縮大，早期彈性模量增加，導(dǎo)致混凝土拉應(yīng)力增大，而混凝土的早期抗拉強度幾乎沒有增加，所以拉應(yīng)力大于此時的抗拉強度，從而形成裂縫。1.2控制措施水泥是混凝土中主要的膠凝材料，也是混凝土中強度的主要提供者。單方水泥用量增多，一方面會增加水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)收縮和因水泥水化熱增加導(dǎo)致的混凝土變形，另一方面也會提高混凝土的強度和彈性模量，對混凝土的抗裂性能不利。所以要適當(dāng)降低單方水泥用量。梁端貫通性裂縫這種裂縫多出現(xiàn)在生產(chǎn)線兩端，一般是主梁鍵槽根部及次梁端頭。2.1產(chǎn)生原因混凝土硬化前的收縮率比硬化后的收縮率大10倍~30倍。由于采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，混凝土表面溫度高，水蒸發(fā)量大而很快變硬，呈巧克力硬殼狀而失去流動性，內(nèi)部混凝土還未硬化。在表層至內(nèi)部未硬化的混凝土之間，存在一硬化梯度層。這層硬化梯度層制約了內(nèi)部混凝土的繼續(xù)變形，反之內(nèi)部混凝土的變形也拉動硬化層的變形。由于未硬化的混凝土變形快，當(dāng)變形達(dá)到一定程度，變面硬殼別拉裂。2.2控制措施控制溫度變化速率，從而控制臺座變形速率。嚴(yán)格控制水灰比及水泥用量，選擇級配良好的石子，減少孔隙率，降低收縮量。加強振搗，提高混凝土密實性和抗拉強度。3、表面裂縫3.1產(chǎn)生原因混凝土澆注振搗后，粗骨料下沉，擠出水分、空氣，表面呈現(xiàn)泌水，形成豎向體積縮小沉降，但沉降受到模板或較大粗骨料及先凝固混凝土的局部阻礙或約束，從而形成表面裂縫。在放張時形成反拱，在上部出現(xiàn)了細(xì)小裂縫。3.2控制措施加強混凝土配制和施工操作控制（水灰比、砂率、塌落度不宜過大），振搗要充分。適當(dāng)提高放張強度，控制反拱現(xiàn)象從而減少表面裂縫。四、控制成效及展望在采取了控制措施后，生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，今年與去年同期相比，裂縫的出現(xiàn)率降低了70%，構(gòu)件廢品率由1.2%降至0.4%?？梢娢覀兊目刂拼胧?/p>