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30米預(yù)制箱梁裂縫原因及控制辦法論文
摘要：主要分析在箱梁預(yù)制過程中產(chǎn)生裂縫的原因及怎樣控制裂縫，為以后施工提供借鑒。
關(guān)鍵詞：預(yù)制箱梁；裂縫；控制方法
1裂縫的一般概念
混凝土結(jié)構(gòu)型裂縫是一種材料特征。其有裂縫是絕對(duì)的，沒裂縫是相對(duì)的，在先進(jìn)的試驗(yàn)研究設(shè)備面前發(fā)現(xiàn)尚未受荷的混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中存在的肉眼不可見的微觀裂縫（簡稱微裂）。主要有以下三種：
1．1粘著裂縫是指骨料與水泥石的粘接面上的裂縫，主要沿骨料周圍出現(xiàn)。
1．2水泥石裂縫是指水泥漿中的裂縫，出現(xiàn)在骨料與骨料之間。
1．3骨料裂縫是指骨料本身的裂縫。
在這三種裂縫中，前兩種最多，骨料裂縫最少。而產(chǎn)生微裂的原因可按混凝土的構(gòu)造理論加以解釋：即視混凝土為骨料，水泥石、氣體、水分等所組成的非勻質(zhì)材料，在溫度、濕度變化條件下，混凝土逐步硬化，同時(shí)產(chǎn)生體積變形。這種變形是不均勻的，水泥石收縮較大，骨料收縮較小，水泥石的熱膨脹系數(shù)大，骨料較小，它們之間的變形不自由，于是產(chǎn)生相互的約束力，這種應(yīng)力引起粘著微裂和水泥石變裂，只是肉眼見不到。當(dāng)混凝土承受荷載并逐漸增力時(shí)，微裂開始擴(kuò)展并增加，擴(kuò)展成可觀裂縫甚至構(gòu)件完全破壞。
2混凝土裂縫種類
2．1一類是各種外荷載（靜荷載、動(dòng)荷載和其它荷載）所產(chǎn)生的應(yīng)力引起裂縫和次應(yīng)力一起的裂縫。
2．2第二類是變形（溫度、收縮）一起的裂縫。
其結(jié)構(gòu)特征是結(jié)構(gòu)要求變形，當(dāng)受到約束和限制時(shí)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)力超過混凝土抗應(yīng)力值后產(chǎn)生裂縫，裂縫出現(xiàn)后變形得到滿足，內(nèi)應(yīng)力松弛，這種裂縫對(duì)承載力影響小，但對(duì)耐久性損害大。根據(jù)有關(guān)調(diào)查資料，工程實(shí)踐中結(jié)構(gòu)物屬于由變形（溫度、收縮、不均勻沉陷）引起裂縫的約占80%，屬于荷載引起裂縫的約占20%左右。
3混凝土基本物理力學(xué)性質(zhì)
3．1混凝土的收縮變形。
實(shí)踐證明，大部分混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因是由于變形引起，包括溫度、濕度等。而濕度變化引起的裂縫又占主要部分，這從混凝土的結(jié)構(gòu)可以看出，混凝土的重要組成部分是水泥和水，通過水泥和水的水化作用，形成膠結(jié)材料，將松散的砂石骨料膠合成人工石體混凝土。在混凝土大量的空隙、粗孔及毛細(xì)孔里面，存在大量水分，水分的活動(dòng)影響到混凝土的一系列性質(zhì)，特別是產(chǎn)生“濕度變形”的性質(zhì)對(duì)裂縫控制有重要作用。
3．2由濕度引起的收縮。
干縮：由混凝土經(jīng)受干燥作用時(shí)，首先是大空隙及粗毛細(xì)孔中的自由水分因物理力學(xué)結(jié)合遭到破壞而蒸發(fā)，這種失水不引起收縮，接著是使得細(xì)孔及微毛細(xì)孔中的水產(chǎn)生毛細(xì)壓力，而混凝土承受這種壓力后產(chǎn)生變形而收縮，即“毛細(xì)收縮”，進(jìn)一步是晶格向水分和分子層中的吸附水蒸發(fā)，從而產(chǎn)生顯著的壓縮，即“吸附收縮”，是收縮變形主要部分。由于干燥所引起的收縮統(tǒng)稱為干縮。
4收縮裂縫產(chǎn)生原因
有人認(rèn)為，箱梁的體積不大，屬于薄壁結(jié)構(gòu)，控制混凝土的收縮裂縫不應(yīng)按照大體積混凝土的要求采取措施。雖然薄壁結(jié)構(gòu)由于化熱引起的溫度上升很底，但是混凝土本身收縮很大，特別在環(huán)境氣溫變化與收縮共同作用對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)尤為不利，況且，由于澆筑的薄壁厚度不均等原因，因而或多或少地存在應(yīng)力集中�？刂剖湛s裂縫更要注意。其原因歸納如下：
4．1泵送混凝土的采用。
其工藝的特點(diǎn)是：水泥用量較多、砂率偏高、骨料粒徑偏小、水灰比增加、采用泵送劑。這些都導(dǎo)致收縮及水化熱增加。
4．2混凝土強(qiáng)度等級(jí)日趨提高。
混凝土強(qiáng)度等級(jí)的提高，導(dǎo)致水泥用量增加、砂率偏大、骨料粒徑偏小等都使水化熱及收縮增加。
4．3結(jié)構(gòu)約束力不斷增大。
結(jié)構(gòu)形式的日趨復(fù)雜，常采用超靜定結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆施工，這種結(jié)構(gòu)形式有顯著約束作用，對(duì)各種變形作用必然引起較大的約束應(yīng)力。
4．4忽略結(jié)構(gòu)約束。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常忽略構(gòu)造鋼筋重要性。這種鋼筋要求細(xì)而密，對(duì)收縮裂縫有約束作用。
4．5混凝土的抗拉性能不足。
人們關(guān)心是混凝土的抗壓強(qiáng)度優(yōu)先于抗拉強(qiáng)度，所以對(duì)材料抗拉性能的級(jí)配研究很少。
4．6養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)。
泵送混凝土的較大濕度收縮變形要求有適應(yīng)它的養(yǎng)護(hù)方法，不只是灑水，而要溫控養(yǎng)護(hù)。
4．7結(jié)構(gòu)截面的突變不可忽視。
在箱梁這種薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，頂板與肋板相連的變截面位置，往往有二層的預(yù)應(yīng)力管道，它是整個(gè)截面抗拉最薄弱的地方，很容易在那里出現(xiàn)縱向裂縫。
5箱梁裂縫控制的綜合措施
根據(jù)上述混凝土的物理學(xué)性質(zhì)，變形裂縫主要有濕度裂縫、沉陷（塑性）收縮裂縫、干縮裂縫。從它們產(chǎn)生的原因來看，我們可定出有效措施來防止裂縫或把裂縫控制在無害范圍內(nèi)，在預(yù)制箱梁過程中采用了以下措施，并取得較好的效果。
5．1原材料和配合比。
5．1．1原材料：
嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)，特別是粗細(xì)骨料的含泥量很容易被人忽視，所用原材料采用二次沖洗，即采石場(chǎng)與使用前各沖洗一次，并采用優(yōu)質(zhì)湖州華陽青石和江西贛江中粗砂，使其含泥量控制在1%以內(nèi)，有效控制微裂（提高混凝土抗拉性能）。
5．1．2配合比：
在確定混凝土配合比時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)要求及施工工藝要求的前提下，采用浙江新都高標(biāo)號(hào)水泥和江蘇建材所的增強(qiáng)劑盡量減少水泥用量，以降低混凝土的水化熱升溫，并盡量降低水灰比，延長混凝土初凝時(shí)間，以減少混凝土收縮。
5．2施工工藝改進(jìn)。
控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度：使用前用冷水沖洗集料，降低原材料溫度，這是混凝土降低出機(jī)溫度的最有效方法，當(dāng)氣溫較高時(shí)，澆注時(shí)間選在早晨上午，在上午10時(shí)完成澆筑。
5．3振動(dòng)工藝。
采用兩次振搗技術(shù)，改善混凝土強(qiáng)度，提高抗裂性，而且澆筑的壁厚力求均勻�；炷两�(jīng)過兩次振搗，有效地增加了混凝土得密實(shí)度，減少內(nèi)部微裂和提高混凝土的強(qiáng)度，提高抗?jié)B性能等。一般掌握兩次振搗的時(shí)間間歇為1小時(shí)左右，即在混凝土初凝前必須完成第二次振搗，否則會(huì)破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
5．4養(yǎng)護(hù)工藝。
混凝土的養(yǎng)護(hù)重要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，在混凝土表面覆蓋雙層白色土工布，并灑水保持表面濕潤，內(nèi)模頂板及肋極采用噴霧機(jī)噴霧養(yǎng)生，外模和底模延遲拆模時(shí)間�？蓽p少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。由于散熱時(shí)間延長，混凝土強(qiáng)度和松弛作用得到充分發(fā)揮，使混凝土總溫差產(chǎn)生的拉力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度。適當(dāng)?shù)某睗駰l件可防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生收縮裂縫。同時(shí)可使水泥水化充分，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。
結(jié)束語
實(shí)踐證明，箱梁在預(yù)制過程中，只要對(duì)其裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行認(rèn)真分析、總結(jié)，然后對(duì)癥下藥，就一定能夠做到有效的預(yù)防及避免裂縫的產(chǎn)生。
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