浅析预制T 梁裂缝分析与防治

2021-04-03陈涛

建筑与装饰 2021年10期

陈涛

北京市市政工程设计研究总院有限公司武汉分公司湖北武汉 430000

1 裂缝产生

在某高速公路A2标段，溪坂洋大桥为19孔30m预应力连续T梁，预制30mT梁95片，混凝土强度等级为C50。在前期预制过程中，T梁模板拆除一侧后发现T梁腹板及马蹄口位置有裂缝，共计6条，长度为马蹄口位置至腹板14cm～49cm。现场用小钉子对裂缝长度方向进行标注，模板全部拆除后，裂缝长度没有进行发展，裂缝处于稳定状态。现场对裂缝深度进行观测，采用小凿子对裂缝位置进行凿深，裂缝深度为0.6～0.8cm，为浅层裂缝。裂缝宽度经现场观测为0.16mm左右。出现这种情况后，引起各方高度重视，分析出开裂的原因，制定方案加以预防，避免类似问题再次出现[1]。

2 裂缝产生原因分析

2.1 原材料因素

水泥采用建福P0.52.5，符合规范要求，水泥用量：413kg/m3。高强混凝土水泥用量在(400～500kg/m3)左右，是普通混凝土的1.5～2倍。水泥水化过程中放出大量的热，主要集中在浇筑后的2天左右，单位放热量危500J/克，常规C50混凝土水泥约500kg/m3，热量将放出25000KJ，致使混凝土内部温度将升高(可达70℃左右，甚至更高)。混凝土内外散热条件不同，混凝土中心温度较高，进而会形成温度差，混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。碎石采用格仔石料场碎石，31.5mm筛孔筛余2%，满足规范要求，针片状含量17%，含泥量0.8，不满足规范要求。砂采用南安溪美河沙（中粗），含泥量3.9＞3，不满足规范要求，细度模数Mx=2.7，符合规范要求。水采用山泉水。减水剂为厦门宏发聚羧酸高效减水剂，符合规范要求。碎石和砂含泥量超标，水泥与其胶结力降低，造成混凝土的抗渗性和强度降低，造成裂缝。集料颗粒级配不良，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。针片含量越大，混凝土单方用水量增多，收缩性增大。

2.2 施工工艺因素

经核查，模板、设备满足规范要求，T梁台座地基无位移、不均匀沉降、变形、裂缝等现象。

（1）混凝土的拌制。拌和设备是强制式搅拌机，各种材料配料设置自动计量装置、混凝土搅拌时间为120s，施工过程坍落度抽查记录和混凝土和易性满足规范要求，排除产生裂缝因素。

（2）混凝土浇筑。混凝土浇筑振捣过程中顺利，无漏振，捣固充分，拆模后混凝土表面无蜂窝麻面。混凝土浇筑时第1车混凝土外加剂为1.2%时，现场坍落度为165mm，偏小，现场添加外加剂调整后进行浇筑。第3～4车混凝土外加剂为1.3%时，混凝土性能较好，但混凝土初凝时间较短，浇筑第3车混凝土时，第1车混凝土已开始初凝，混凝土产生水化热加大，分析是T梁混凝土裂缝产生的原因之一。

（3）混凝土养生。混凝土浇筑完初凝后，只对T梁顶板进行覆盖洒水养护，因混凝土初凝时间较短，混凝土初期的水化热加大，模板拆除前未对T梁的腹板、马蹄口进行洒水降温；另模板于第二天8点开始拆模，间隔时间为13小时，且模板拆除时已发现裂缝，说明裂缝在模板拆除前裂缝已产生，模板拆除时间过晚，腹板及马蹄口养护过晚，分析是T梁混凝土裂缝产生的原因之一。

（4）混凝土自身应力因素。因C50混凝土水泥用量较大，混凝土凝结过程中，放出大量水花热，加速混凝土内部温度升高，使其温度收缩应力加大。在其他因素叠加下，导致温度收缩裂缝。

（5）收缩裂缝。混凝土凝结过程中，一些水泥颗粒与水分结合，体积减小，称为凝缩。另一部分水分蒸发，体积减小，称为干缩，凝缩和干缩统称叫收缩。混凝土的干燥过程是由表面逐渐到内部，使得混凝土内出现含水梯度。因此产生内部收缩小，表面收缩大的不均匀收缩，致使内部混凝土承受压力，表面混凝土承受拉力。当表层混凝土产生的拉力超过其抗拉强度时，缩裂缝产生。

（6）温度裂缝。因水化热效应，混凝土内外面产生温差，表面混凝土受拉应力，内部混凝土受压应力。当表层混凝土产生的拉力超过其抗拉强度时，产生间几乎于等间距的直线裂缝或称称温差裂缝[2]。