預(yù)應(yīng)力混凝土梁板施工裂縫分析與防治1

　　1 概述

　　近幾年來，先張預(yù)應(yīng)力空心板、預(yù)應(yīng)力混凝土梁在高等級(jí)公路建設(shè)中發(fā)展很快，特別是跨徑在10m～20m以內(nèi)的簡支梁先張預(yù)應(yīng)力空心板和跨徑在20m～40m的預(yù)應(yīng)力混凝土梁與其他形式的結(jié)構(gòu)相比，具有使用年限長、變形小、造價(jià)低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，因此有著極強(qiáng)的競爭力，采用相當(dāng)普遍。有些板梁在施工中存在不同程度的開裂，以至增加養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用，縮短橋梁使用壽命。產(chǎn)生裂縫的原因除了混凝土、鋼筋存在質(zhì)量缺陷外，還與板梁設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、施工質(zhì)量、氣候環(huán)境等外界因素有關(guān)。本文主要結(jié)合近幾年的工作實(shí)踐，對其裂縫成因及其防治，與同行們共同探討。

　　2 預(yù)應(yīng)力混凝土板梁裂縫內(nèi)部成因分析

　　2.1內(nèi)應(yīng)力

　　在混凝土構(gòu)件中溫度、收縮與徐變都會(huì)導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力，此為不同纖維中的約束應(yīng)變所致，在超靜定結(jié)構(gòu)中任何這種差別將引起外約束力，由于這些約束力引起的應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，橋梁上許多裂縫都受此影響產(chǎn)生。

　　2.2普通鋼筋用量不當(dāng)

　　設(shè)計(jì)時(shí)由于普通鋼筋用量或間距不足，致使裂縫寬度不能保持在允許范圍之內(nèi)，但也可能普通鋼筋在混凝土局部用量過大或間距過密鋼筋阻止混凝土正常凝固收縮而產(chǎn)生裂縫，這兩種情況主要發(fā)生在早期開裂。

　　2.3薄厚構(gòu)件的連接

　　將一薄一厚的混凝土部件相連總是危險(xiǎn)的，薄部件與厚部件相比易受到溫度、收縮和徐變等的影響而使薄部件更易開裂。

　　2.4水泥的水化熱作用

　　混凝土在拌和、運(yùn)輸、振搗、凝結(jié)、硬化的過程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)。水化過程中釋放出大量的熱能，水化反應(yīng)有兩次升溫和兩次降溫過程，內(nèi)部溫度升高，而板面溫度因外界氣溫有所降低。升溫使混凝土內(nèi)部體積膨脹，降溫使混凝土表面收縮，膨脹時(shí)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，收縮時(shí)混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)壓應(yīng)力和拉應(yīng)力超過其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度時(shí)，梁板表面將發(fā)生裂縫現(xiàn)象。

　　2.5礦物成分與水起水化反應(yīng)

　　水泥與水接觸后，其礦物成分與水起水化反應(yīng)生成水化物，水化物的體積是水泥的2倍多，同時(shí)水化物的生成在混凝土中產(chǎn)生大量的熱量，當(dāng)內(nèi)外差形成時(shí)，裂縫便形成。

　　2.6堿骨料反應(yīng)

　　在我們施工中，多數(shù)為硅酸鹽骨料，是活性集料中含有無定型氧化硅成分，或在堿環(huán)境下石料本身會(huì)產(chǎn)生膨脹，當(dāng)混凝土拌和后，水泥中的堿不斷溶解，這時(shí)堿液與活性骨料的硅酸鹽物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，析出膠狀的堿-硅膠，膠從周圍介質(zhì)中吸取水分而發(fā)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)裂縫。

　　2.7混凝土的干縮作用

　　混凝土在凝結(jié)、硬化過程中，僅很少一部分水分參加水化反應(yīng)，而大部分水分逐漸蒸發(fā)，使混凝土體積產(chǎn)生干縮變形。由于水泥漿形成水泥石，其極限干縮接近3000微應(yīng)變。干縮作用使混凝土內(nèi)產(chǎn)生不同程度的拉應(yīng)力。由于混凝土硬化初期抗拉強(qiáng)度小，如果干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

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