对预应力混凝土空心板裂缝的剖析

0　引　言
　　裂缝是指混凝土制品在应力状态下产生的细微缝隙。裂缝对制品的抗渗性和耐久性影响尤为显著，根据制品用途的不同，使用时对裂缝宽度的限制要求也不同，裂缝的制品在某些情况下甚至不允许使用，所以我们在制品的生产、运输、使用过程中尽量避免裂缝的产生。

1　产生的原因
1.1　裂缝在生产工艺上产生的原因
　　预应力混凝土空心板制作工艺是：张拉预应力钢筋、支模、灌筑成型、修板、抽芯、养护、剪筋。
1.1.1　在制作期间，空心板易产生干缩裂缝
　　由于混凝土浇筑以后，表面不能及时覆盖，尤其在春秋两季，天气比较干燥，空心板表面蒸汽分压大于周围环境空气蒸汽分压，使其表面游离水蒸发过快，产生急剧的体积收缩，而此时混凝土早期强度低，不能抵抗这种收缩力而产生不规则的龟裂。
　　另外，模板过于干燥也是导致龟裂的原因之一。
1.1.2　在钢筋张拉应力作用下，混凝土会产生徐变
　　徐变的缓慢收缩也会产生裂缝，并随着时间的延长而继续发展。自然养护较蒸气养护更易产生此种受力裂缝。
1.1.3　在构件灌筑成形后，快速脱模时也易产生受力裂缝
　　生产预应力多孔板用的模板，由于长期使用芯管弯曲变形或构造不良。抽芯时刚成型的混凝土受到振动，便可能在板面或板底产生纵向或横向裂缝。
1.1.4　构件的养护分自然养护和蒸汽养护两种
　　构件如在相对湿度为45%的环境中硬化比在相对温度为70%的环境中硬化，收缩增大一半。所以采用自然养护的预应力温凝土空心板在灌筑成形后，如不立即覆盖或覆盖不严，而且不经常洒水保护湿润，极易引起干缩裂缝。此种裂缝大都产生在构件上表面，很容易察觉，裂缝较宽、较长，甚至可以惯穿构件整个宽度，裂缝的数量也较多。
　　蒸汽养护的过程分静停、升温、恒温和降温四个阶段。混凝土成型后，在室温或低温下停放一段时间再进行蒸汽养护，称为静停阶段，静停时间为2～6h，若静停时间不够，会使蒸汽养护过程中空心板表面出现裂缝和疏松现象。
　　升温和降温应平稳地逐步上升下降，不能骤然升降。如果升温过快，构件表面水分很快被蒸发，产生干缩裂缝，而且在升温期构件将产生热膨胀，由于构件表面直接与湿热介质接触，表面温度高于内部温度，表面的热膨胀受到内部混凝土各质点的约束，由此产生内应力，这时混凝土早期强度较低，不足以抵抗这种温养应力，所以表面便出现“温度裂缝”。在降温期，降温不够的构件与温度较低的外界接触，也会产生温度裂缝。
1.1.5　预应力混凝土空心板在剪筋时易产生受力裂缝
　　当混凝土强度未达到设计的70%时，即开始剪筋，此时构件混凝土受压应不足以抵抗纲筋回缩的压力，使得受拉区混凝土受拉力过大，而产生裂缝。有时，预应力钢筋突然剪筋放松，使构件端部受到一个相当大的压力，如果在端部未配置加强钢筋，混凝土强度又不足以抵抗这个压力，便在端部或侧面产生斜向裂缝。
1.2　在原材料堆放、运输等其它方面产生的裂缝
　　由于原材料质量产生裂缝的主要部分是水泥，水泥缺乏安定性或安定性性能不好时，使混凝土在硬化过程中产生裂缝，此种情况属材料裂缝。
　　在堆放、运输预应力混凝土空心板方法不合理，使构件处于不利的受力状态时，以及构件未达到设计强度即承受荷载时，易产生受力裂缝。

2　防止裂缝产生的技术措施
　　(1)严格把好原材料的质量关
　　原材料在进厂时，需附有原材料出厂合格试验、化验单。使用前，还要对原材料再次进行试化验，合格的原材料方可使用，不合格的坚决退回，不能使用。
　　(2)在灌筑混凝土前，模板要足够温润，混凝土成型后立即加以覆盖，加强早期养护，使构件处于充分的温润状态。
　　(3)严格按设计规定控制钢筋张拉应力，不能超张，使空心板上缘拉应力挖制在混凝土抗拉应力范围内。若设计允许，可适当降低张拉控制应力，以减少因混凝土徐变而产生的裂缝。
　　(4)在空心板养护期间，严格执行养护制度，谨慎控制升、降温速度，一般每小时不超过±25℃。第一小时要慢，后几小时可稍快。
　　(5)制定剪筋制度，并要求有关人员严格遵守。预应力混凝土空心板必须在混凝土试块进行强度试验后，证明混凝土强度达到设计强度的70%以上时，方可剪断放松预应钢筋。并且，合理安排剪筋顺序，防止空心板端部突然受压，出现裂缝。
　　(6)起吊构件时，卡钩的位置要正确，以防造成构件裂缝。
　　(7)室内生产的构件，出室时的温度与室外气温相差不得大于40℃；当室外气温为负温时，温差不得大于20℃。
　　(8)构件在吊装、堆放、运输时，要使其受力合理，垫块放置的位置要正确、整齐。

作者单位：哈尔滨煤炭设计研究院，哈尔滨150001