鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件裂紋產(chǎn)生原因及防治建議

　　引言

　　住宅產(chǎn)業(yè)化最顯著特征就是構(gòu)件生產(chǎn)的工廠化。預(yù)制構(gòu)件從工廠流轉(zhuǎn)到工地的過(guò)程，也是構(gòu)件裂紋產(chǎn)生、發(fā)展的過(guò)程。

　　混凝土裂紋的產(chǎn)生不僅影響構(gòu)件的觀感質(zhì)量，而且更加嚴(yán)重的是危害建筑物的整體性、水密性，為水、空氣和其他侵蝕介質(zhì)進(jìn)入混凝土提供了通道，從而加速混凝土劣化，降低混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

　　混凝土裂紋是砼的體積變化、不同類(lèi)型和不同程度的約束以及環(huán)境條件等綜合因素所導(dǎo)致的。從材料本身來(lái)看，混凝土是一種非勻質(zhì)的復(fù)雜多相脆性材料，抗拉強(qiáng)度低，易于開(kāi)裂，且本身存在孔縫等諸多缺陷。從能量角度看，從原有裂縫的擴(kuò)展比新生成裂縫容易。因此混凝土內(nèi)部存在的早期顯性與隱性裂紋是裂縫擴(kuò)展的源頭，宏觀裂紋亦是由微觀裂紋擴(kuò)展而來(lái)的。

　　裂紋產(chǎn)生原因主要有三種，一是由外荷載引起的；二是設(shè)計(jì)原因即所謂結(jié)構(gòu)次應(yīng)力裂紋造成，結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)和計(jì)算假設(shè)模型存在差異引起；三是變形應(yīng)力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降、徐變等因素引起結(jié)構(gòu)變形，當(dāng)變形受到約束時(shí)便產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生裂紋。

　　下面沿預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)到裝配的流程簡(jiǎn)要分析裂紋產(chǎn)生原因及防治建議。

　　1、原材料質(zhì)量控制

　　⑴控制砂石材料中的含泥量。

　　含泥量增加，在骨料和水泥漿體粘合面產(chǎn)生粘合微裂紋，特別是降低混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，增加水泥砂漿收縮率，同時(shí)消耗減水劑有效組分，構(gòu)件易于產(chǎn)生塑性干縮裂紋。

　　⑵粗細(xì)骨料級(jí)配應(yīng)合理。

　　如果骨料的級(jí)配合理則混凝土內(nèi)空隙率小，密實(shí)度大，混凝土的收縮自然少，另一方面，混凝土中隨骨料含量的增加，混凝土的自縮值減少。減少收縮裂紋。

　?、强刂其摻钿P蝕與油類(lèi)污染。

　　在自然環(huán)境中，鋼筋表面接觸到水和空氣，就會(huì)在表面結(jié)成一層氧化鐵，這就是鐵銹。生銹、沾有油污的鋼筋不能與混凝土很好粘結(jié)，從而影響鋼筋與混凝土共同受力工作。致使混凝土受到破壞而造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力降低，最終混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能下降。

　　2、生產(chǎn)工序質(zhì)量控制

　　⑴模板桌清理與脫模劑噴涂

　　模板桌清理不干凈、或是脫模劑噴涂不勻，均會(huì)形成構(gòu)件脫模時(shí)局部應(yīng)力集中點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生構(gòu)件與鋼模接觸面產(chǎn)生脫皮現(xiàn)象，造成顯性或隱性裂紋缺陷。

　?、其摻顢[放與卡扣

　　鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)薄，容易造成鋼筋露筋或表面混凝土脫落，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕，斷面減小，結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體性受到破壞。反之，當(dāng)鋼筋保護(hù)層過(guò)厚會(huì)造成：1、構(gòu)件易橫向開(kāi)裂。工程實(shí)踐證明，當(dāng)混凝土構(gòu)件縱向主筋保護(hù)層厚度大于40mm時(shí)，其表面極易出現(xiàn)垂直主筋方向的多處規(guī)劃性橫向裂紋，大大消弱了保護(hù)層的作用，加速主筋的銹蝕，最終導(dǎo)致構(gòu)件提前破壞。2、降低構(gòu)件承載力。如果保護(hù)層厚度從標(biāo)準(zhǔn)15mm增大至25mm時(shí)，其承載能力將降低26%左右。

　?、腔炷翝仓?

　　a、合理的水灰比控制：水灰比是影響混凝土收縮的重要因素?；炷脸跄俺霈F(xiàn)泌水和水份急劇蒸發(fā)，引起失水收縮，此時(shí)骨料和水泥之間也產(chǎn)生不均勻的沉縮變形，而混凝土在終凝前幾乎沒(méi)有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，此時(shí)混凝士強(qiáng)度無(wú)法抵抗其本身的收縮，因此產(chǎn)生裂縫。

　　b、合理的振搗方式控制：混凝土過(guò)振混凝土澆注的時(shí)候要正確掌握振搗的時(shí)間。振搗時(shí)間短了，拌和物難以密實(shí)，振搗時(shí)間長(zhǎng)了，一是生產(chǎn)的效率就不高；二是拌合物會(huì)出現(xiàn)離析和泌水分層現(xiàn)象；三是鋼筋和予埋件容易走形變位；四是脫模劑會(huì)被分散，造成脫模困難。一般的控制標(biāo)準(zhǔn)由以下四方面來(lái)判斷。粗骨料不再下沉；水泥砂漿泛上到表面；被振的部位大致被振成水平狀；拌和物中的氣泡不再冒出來(lái)。

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　?、瑞B(yǎng)護(hù)

　　a、混凝土的養(yǎng)護(hù)基本要求

　　混凝土澆搗后，之所以能逐漸凝結(jié)硬化，主要是因?yàn)樗嗨饔玫慕Y(jié)果，而水化作用則需要適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件，因此為了保證混凝土有適宜的硬化條件，使其強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，必須對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。砼養(yǎng)護(hù)目的，一是創(chuàng)造各種條件使水泥充分水化，加速砼硬化：二是防止砼成型后暴曬、風(fēng)吹、寒冷等條件而出現(xiàn)的不正常收縮、裂縫等破損現(xiàn)象。砼養(yǎng)護(hù)法分為自然養(yǎng)護(hù)和加熱養(yǎng)護(hù)兩種：現(xiàn)澆砼在正常條件下通常采用自然養(yǎng)護(hù)。自然養(yǎng)護(hù)基本要求：在澆筑完成后，12h以?xún)?nèi)應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；砼強(qiáng)度未達(dá)到C12以前，嚴(yán)禁任何人在上面行走、安裝模板支架，更不得作沖擊性或上面任何劈打的操作。

　　b、養(yǎng)護(hù)工序

　　覆蓋養(yǎng)護(hù)是最常用的保溫保濕養(yǎng)護(hù)方法。主要措施是：1.應(yīng)在初凝以后開(kāi)始覆蓋養(yǎng)護(hù)，在終凝后開(kāi)始澆水（12小時(shí)后）覆蓋物、麥桿、爛草席、竹簾、麻袋片、編制布等片狀物。養(yǎng)護(hù)時(shí)間，常用的五種水泥正溫條件下應(yīng)不少與7天。

　?、善鸬?

　　按照相關(guān)規(guī)范，預(yù)制構(gòu)件脫模起吊時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或具體生產(chǎn)條件確定所需的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度。起吊強(qiáng)度：小構(gòu)件不應(yīng)小于15Mpa，大構(gòu)件不應(yīng)小于20Mpa,特大構(gòu)件不應(yīng)小于25Mpa。對(duì)于脫模后需要移動(dòng)的構(gòu)件，脫模時(shí)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度不宜小于設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)值的75%。

　　吊點(diǎn)的選擇講究構(gòu)件起吊時(shí)力的平衡。

　　3、堆放、堆垛轉(zhuǎn)運(yùn)質(zhì)量控制

　　成垛堆放裝配式構(gòu)件時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)：(1)堆放構(gòu)件的場(chǎng)地，應(yīng)整平壓實(shí)，不積水；(2)構(gòu)件應(yīng)按吊運(yùn)及安裝次序順號(hào)堆放，并有適當(dāng)通道，防止越堆吊運(yùn)； (3)堆放構(gòu)件時(shí)，應(yīng)按構(gòu)件剛度及受力情況平放或豎放并保持穩(wěn)定；小型構(gòu)件及塊件的堆放，如有折斷可能時(shí)，應(yīng)以其剛度較大的方向作為豎直方向；(4)構(gòu)件堆垛時(shí)，應(yīng)放置在墊木上，吊環(huán)向上，標(biāo)志向外，混凝土養(yǎng)護(hù)期未滿(mǎn)的應(yīng)繼續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)；(5)水平分層堆放構(gòu)件時(shí)，其堆垛高度應(yīng)根據(jù)構(gòu)件強(qiáng)度，地面耐壓力、墊木強(qiáng)度以及垛椎的穩(wěn)定性而確定，但大型構(gòu)件一般以?xún)蓪訛橐?，不宜超過(guò)3層；層與層之間應(yīng)以墊木隔開(kāi)，各層墊木的位置應(yīng)在吊點(diǎn)處，上下層墊木必須在一條垂直線(xiàn)上；(6)雨季應(yīng)注意防止地面軟化下沉而造成構(gòu)件折裂破壞；⑺構(gòu)件運(yùn)輸應(yīng)由具有專(zhuān)業(yè)運(yùn)輸能力的運(yùn)輸方承擔(dān)。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　抑制因材料產(chǎn)生混凝土不密實(shí)、不勻質(zhì)及養(yǎng)護(hù)制度不善造成的內(nèi)部隱性結(jié)構(gòu)缺陷；防止外部應(yīng)力造成的裂紋；優(yōu)化設(shè)計(jì)方案如采取縮小鋼筋直徑增大配筋率等措施是防治預(yù)制構(gòu)件裂紋的必由之路。具體需要解決的是下列幾點(diǎn)：

　?、偶訌?qiáng)養(yǎng)護(hù)措施，在滿(mǎn)足生產(chǎn)節(jié)奏的前提下，使構(gòu)件起吊時(shí)強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%的要求；

　?、谱銐騽偠鹊念A(yù)制構(gòu)件如鋼梁、靠架等支撐系統(tǒng)。

　　防止使用過(guò)程的支撐系統(tǒng)的扭曲變形造成對(duì)構(gòu)件損傷，減少構(gòu)件堆垛的轉(zhuǎn)運(yùn)、倒堆次數(shù)；

　　堆場(chǎng)地面需作硬化處理；

　　對(duì)鋼筋工廠應(yīng)建專(zhuān)門(mén)堆放區(qū)；

　　防止堆垛每層間構(gòu)件的鋼筋成為傳力通道；

　　⑹優(yōu)化配筋率設(shè)計(jì)方案。在考慮《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》脫模時(shí)吸附力等效載荷系數(shù)，吊裝、運(yùn)輸及安裝時(shí)動(dòng)力等效載荷系數(shù)時(shí)取較大值；

　?、藨?yīng)優(yōu)化構(gòu)件進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸路線(xiàn)。

　　參考文獻(xiàn)：

　?、攀Y正武 龍廣成 孫振平 編著.混凝土修補(bǔ)原理、技術(shù)與材料.化工出版社

　?、漂B合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.DB34 810-2008