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谈如何防治预应力混凝土空心板裂缝

谈如何防治预应力混凝土空心板裂缝:空心板在商品混凝土浇筑完成拆膜后,沿连接筋竖向产生长度50~150mm,宽度为0.02~0.08mm的裂缝,顶面也出现50~100mm,宽度为0.02~0.12mm的裂缝。凿开商品混凝土裂缝发现,裂缝深度在0~5mm之间,初步判定为收缩裂缝或温度裂缝。

谈如何防治预应力混凝土空心板裂缝

本文选取某预制厂预制空心板,数量600片,均为先张法预应力商品混凝土空心板,下面是20米预应力空心板施工的有关参数。结构类型:跨径20m预应力商品混凝土空心板;商品混凝土设计强度:50Mpa;商品混凝土配合比:水泥:砂:碎石:水:减水剂=1∶1.3∶2.3∶0.3∶0.01;水泥用量:500kg/m3;水泥类型:赛马P.O42.5#R;砂:中宁小洪沟料场;碎石:中宁清水河石料场;水:机井水;减水剂:湛江产FDN-5型高效减水剂。

一、裂缝的产生

空心板在商品混凝土浇筑完成拆膜后,沿连接筋竖向产生长度50~150mm,宽度为0.02~0.08mm的裂缝,顶面也出现50~100mm,宽度为0.02~0.12mm的裂缝。凿开商品混凝土裂缝发现,裂缝深度在0~5mm之间,初步判定为收缩裂缝或温度裂缝。虽不影响空心板的正常使用,但应考虑预应力钢绞线放张后,有使商品混凝土顶面抗拉强度降低,致使裂缝长度、宽度和深度增长的可能,为此,分析裂缝产生的原因和改进措施是完全必要的。

二、裂缝产生的原因分析

(一)原材料因素

水泥采赛马P.O42.5R,经检验符合规范要求,水泥用量:500�/m3。高强商品混凝土由于其水泥用量大多在(450~600�/m3),是普通商品混凝土的1.5~2倍。这样在商品混凝土生成过程中由于水泥水化而引起的体积收缩即自缩就大于普通商品混凝土,出现收缩裂缝的机率也大于普通商品混凝土。

高强商品混凝土因采用高标号水泥且用量大,这样在商品混凝土硬化过程中,水化放热量大,将加大商品混凝土的最高温升,从而使商品混凝土的温度收缩应力加大。在叠加其他因素的情况下,很有可能导致温度收缩裂缝。由于高强商品混凝土中水泥石含量是普通商品混凝土的1.5倍,在硬化早期由于水分蒸发引起的干缩也将大于普通商品混凝土。碎石采用小洪沟料场碎石,级配符合规范要求,压碎值8.3%<12%(规范指标),含泥量0.7%不符合规范要求。砂采用小洪沟中砂,含泥量4.2%>3%,不符合规范要求,细度模数Mx=2.7,级配符合规范要求。水采用机井水,属饮用水;减水剂为湛江生产的FDN-5,符合规范要求;碎石和砂含泥量超标,对商品混凝土表面裂缝有一定影响,但水泥用量过大是商品混凝土表面产生裂缝的主要因素。

(二)设备因素

对张拉设备进行校验,如果张拉用的千斤顶油表度数不准,张拉力超过设计值,就会造成台座变形位移。假如浇注完商品混凝土后,台座发生变形,商品混凝土表面就会产生裂纹。经检查,设备符合要求,台座地基满足要求,没有发现台座变形、位移、下沉现象。

(三)施工工艺因素

1、商品混凝土的拌制。拌和设备是500型强制式拌合机,操作方面,拌和时间为1min左右,时间过短,从而影响商品混凝土的均匀性,取其坍落度为3.5,判定水灰比超过了设计用量,水灰比过大,商品混凝土干缩量加大,产生干缩裂缝。2、商品混凝土浇注。工地采用插入式振动器振密,振捣过程出现过振现象,致使商品混凝土表面粗细集料离析,靠近模板的商品混凝土表面细集料集中。3、商品混凝土养生。现场操作往往是等商品混凝土脱模后才开始养生,空心板顶面裸露在大气中,夏季最高气温35℃,加快了水份的蒸发,致使表面干缩裂缝。4、商品混凝土自身应力形成的裂缝。(1)收缩裂缝。商品混凝土凝固时,一些水份与水泥颗粒结合,使体积减少,称为凝缩。另一些水份蒸发,使体积减小,称为干缩。凝缩和干缩合称为收缩。商品混凝土的干燥过程是由表面逐步扩展到内部的,在商品混凝土内呈现含水梯度。因此产生表面收缩大,内部收缩小的不均匀收缩,致使三月面商品混凝土承受拉力,内部商品混凝土承受压力。当表层商品混凝土所产生的拉力超过其抗拉强度时,便产生收缩裂缩。(2)温度裂缝。商品混凝土受水泥水化放热等因素影响发生收缩和膨胀,产生温度应力,温度应力超过商品混凝土抗拉强度时,即产生裂缝。由于水化热作用,使商品混凝土内部与外表面温差过大,这时内部商品混凝土受压应力,表面商品混凝土受拉应力。由于商品混凝土抗压强度远大于抗拉强度,表面拉应力可能先达到并超过商品混凝土抗拉强度,而产生间距大致相等的直线裂缝(称温差裂缝)。

三、裂缝的预防措施

(一)严把原材料质量关

进场材料必须经严格检验后方能使用,对高标号商品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2%。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。

(二)商品混凝土拌和

细致分析商品混凝土集料的配比,控制商品混凝土的水灰比,减少商品混凝土的坍落度,合理掺加塑化剂和减少剂。商品混凝土拌和时间控制在2min,搅拌时间短混合料不均匀,时间过长,会破坏材料的结构。保证商品混凝土的均匀性,严格控制加水量,经常检测商品混凝土的坍落度,以保证混凝具有良好的和易性。

(三)商品混凝土的浇注

商品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商品混凝土停止下沉,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,造成商品混凝土离析。

(四)商品混凝土养护

不论是收缩裂缝还是温度裂缝,商品混凝土的养护最为关键。等商品混凝土脱膜之后才开始洒水养护,使商品混凝土表面始终保持在湿润状态,不允许商品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,商品混凝土浇注宛成后必须在侧模外喷水散热,以免商品混凝土产生裂缝,养护时间不少于两周。

(五)芯模

充气胶囊在使用前应经过检查,不得漏气,有些空心板商品混凝土顶面裂缝就是由于商品混凝土在未达到2.5Mpa时,芯模漏气,致使顶面商品混凝土开裂。因此,预制之前检查芯模是否完好格外重要。

 

预应力商品混凝土空心板是桥梁的承重结构,因此,在预制过程前,一定要制定出施工工艺规程,对所有参与施工的人员进行技术交底;掌握关键工序的技术要点,严格按规范要求检测各项指标,确保商品混凝土空心的预制质量。

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