先張法預應力混凝土構件裂縫成因及控制

先張法預應力混凝土構件裂縫成因及控制措施摘要：通過對先張法預應力混凝土構件裂縫成因的分析，提出一系列裂縫控制措施，取得了一定的成效。關鍵詞：裂縫蒸養(yǎng)收縮抗拉強度拉應力概況世構體系（SCOPE）是從法國引進的預制預應力裝配整體式框架結構體系，是采用預制柱或現澆柱，預制預應力混凝土梁、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構。與傳統(tǒng)的框架結構相比，具有降低工程造價、縮短工期、節(jié)省周轉材料、利于環(huán)保等技術及經濟優(yōu)勢。該技術在工程中的應用研究成果通過了省建設廳的鑒定，達到了國際先進水平。世構體系的主要構件是先張預應力混凝土預制梁及預制板，主要材料如下表：名稱混凝土主筋分布筋（箍筋）預制梁C40φs12.7鋼絞線ffptk=18860箍筋Ⅰ、Ⅱ級鋼預制板C40φI4.8消除應力鋼鋼絲fptk=15570φ5CRB650冷冷扎帶肋鋼筋筋預制構件全部采用臺座法生產，生產臺座及模具均從法國進口；生產工藝采用先張法，張拉控制應力為0.8fptk，采用一次性超張拉。為了加快模具周轉，提高生產率，養(yǎng)護方式采用蒸汽養(yǎng)護，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）預制梁蒸養(yǎng)曲線圖預制板蒸養(yǎng)曲線圖在生產過程中遇到了各類裂縫事故，有的經采取措施后防止了裂縫的產生，有的經處理后仍在工程上使用，開裂嚴重的則以報廢處理?，F將幾種主要混凝土裂縫的成因及處理方法作一介紹。預制板裂縫預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線的張拉端，出現在混凝土澆注后放張前，在預制板的中部，吊鉤處尤為多見。嚴重的橫向貫通，裂縫寬度達1mm。放張后，裂縫閉合，縫寬為0.1~0.5mm。1產生的原因：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，在養(yǎng)護期間溫度變化，熱脹冷縮，預制板受到臺座及預應力筋的約束，導致板面橫向開裂。預應力筋張拉力高，放張后產生較大反拱，使板面產生拉應力，從而開裂。預制板在澆注混凝土前臺座要先預熱到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，不能抵抗變形應力而導致開裂。水泥用量過大，以致混凝土收縮量大。1.2控制措施：每次構件出模后都要將臺座的底模和側模清理干凈，下次生產前重新涂刷脫模劑，以保證臺座表面光滑。在不能降低控制應力的情況下，適當提高放張強度，在板面加斜向及縱向鋼筋?？刂茰囟茸兓俾?，從而控制臺座變形速率。嚴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于寬度2.5m的預制板的中間，板面看不到，裂縫在預制板的底部。2.1產生原因立方體試塊強度達放張要求后，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，以致起吊時預制板兩側被模具卡住，造成縱向折斷。堆放時墊塊擺放位置不準確，由于預制板自重從而產生縱向通長裂縫。2.2控制措施當強度達到要求后及時放張，起吊時應緩慢上提，如果發(fā)現起吊困難及時停止，用木棰輕敲側模，使預制板與臺座分離后再起吊。堆放時嚴格按照要求，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在堆放堆場。3.1產生原因堆放場地地基下沉。堆放層數太多，或者大規(guī)格板在上，小規(guī)格板在下。墊塊位置不準確，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。墊塊擺放位置準確。三、預制梁裂縫預制梁裂縫有以下幾種：梁中貫通裂縫1產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，導致混凝土拉應力增大，而混凝土的早期抗拉強度幾乎沒有增加，所以拉應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產生的化學收縮和因水泥水化熱增加導致的混凝土變形，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。所以要適當降低單方水泥用量。梁端貫通性裂縫這種裂縫多出現在生產線兩端，一般是主梁鍵槽根部及次梁端頭。2.1產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，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，內部混凝土還未硬化。在表層至內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部混凝土的繼續(xù)變形，反之內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，當變形達到一定程度，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，在上部出現了細小裂縫。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。適當提高放張強度，控制反拱現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，生產統(tǒng)計數據顯示，今年與去年同期相比，裂縫的出現率降低了70%，構件廢品率由1.2%降至0.4%?？梢娢覀兊目刂拼胧?/p>