梁板裂缝的产生原因与防治措施:梁板裂缝

  摘要:梁板裂缝是指在梁板浇注后所产生的裂缝。混凝土梁板在施工中一旦出现裂缝, 轻则直接影响到整体结构物的评分, 重则需报废或重新返工, 既造成不必要的经济损失又影响到施工企业的形象。文章就混凝土梁板施工裂缝产生的原因, 预防治理方法作一些探讨。
  关键词: 混凝土梁板; 施工裂缝; 原因; 防治
  1 桥梁混凝土梁板施工裂缝产生的原因
  1.1 原材料质量不良引起的裂缝
  混凝土主要由水泥、砂、粗骨料、拌和水和外加剂组成。混凝土所采用的原材料质量不合格, 可能导致梁板出现裂缝。
  1.1.1 水泥
  使用不合格水泥会出现早期不规则的裂缝。
  1.1.2 砂石材料
  (1) 砂石含泥量超标, 不仅降低混凝土的强度和抗渗性, 还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。(2) 砂石的级配差, 有的砂过细, 用这种材料拌制的混凝土常造成侧面裂缝。 (3) 碱骨料反应, 骨料中含有酸性硅化物质与水泥中的碱性物质相遇, 则会发生水硅反应生成膨胀的胶质, 吸水后造成局部膨胀和拉应力, 梁板就会产生爆裂状裂缝。
  1.1.3 拌和水及外加剂
  拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响, 采用含碱的外加剂, 可能对碱骨料反应也的影响。外加剂用量不当, 造成混凝土早期强度过高或过低而产生的裂缝。
  1.2 施工工艺质量引起的裂缝
  混凝土梁板在浇注、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中, 若施工工艺不合理, 质量低劣, 可能产生各种形式的裂缝, 主要有以下几种原因。
  (1) 设计配合比不合理或施工配合比与设计出入较大, 混凝土振捣不密实、不均匀、出现蜂窝、麻面或空洞, 是形成裂缝的起源点。
  (2) 混凝土浇注过快, 混凝土流动性较低, 在硬化前因混凝土振捣不足, 硬化后沉实过大, 容易在浇注数小时后产生塑性收缩裂缝。 (3) 混凝土搅拌、运输时间长, 水分蒸发过多, 引起混凝土坍落度过低, 使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。 (4) 为保证混凝土的流动性, 增加水和水泥的用量, 或其他原因加大水灰比, 增大了坍落度, 导致混凝土硬化时收缩量增加, 使得混凝土表面出现不规则的收缩裂缝和水泥浮浆而产生龟裂。(5) 混凝土分层或分段浇注时, 接头处理不好, 使得在新旧混凝土的施工缝处出现裂缝。(6) 施工时模板刚度不足, 在浇注混凝土时, 因侧向压力的作用使得模板变形, 从而产生与模板变形一致的裂缝。 (7) 施工时拆模过早, 混凝土强度不足, 使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。(8) 施工前对支架基础压实不足、支架刚度不够或未按要求进行荷载预压或预压荷载不足, 浇注混凝土后支架发生不均匀下沉, 导致混凝土出现裂缝。(9) 预制梁板在运输、堆放时, 支撑垫木不在一条垂直线上或距离理论支撑点相差太大, 使得悬臂过长,或运输过程中剧烈颠撞, 吊装时吊装点位置不当引起结构受力不合理而开裂。(10) 混凝土初期养护不好, 致使表面急剧干燥,使得混凝土与大气接触面上出现不规则的收缩裂缝。(11) 施工人员操作不当, 质量意识差, 不能很好贯彻技术人员的意图。
  1.3 温度变化引起的裂缝
  混凝土具有热胀冷缩的性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化时, 混凝土将发生变形, 若变形遇到约束, 则在结构内部产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时, 即产生温度裂缝。引起温度裂缝的主要原因有以下几种。
  1.3.1 骤然降温
  梁板在施工中, 突降大雨、冷空气袭击, 导致结构外表温度突然下降, 但因内部温度变化相对较慢而产生温度裂缝。
  1.3.2 水化热
  在施工过程中, 如混凝土体积较大或为赶进度, 提高混凝土早期强度, 致使水泥水化放热集中在早期很短时间内, 结构物内部温度很高, 体表散热缓慢, 施工中未采取或采取的散热技术措施又不当, 内外温差太大,致使表面出现裂缝。
  1.3.3 夏季高温及冬季低温施工时采取措施不当
  冬夏季施工时, 如采取的技术措施不当, 升温降温速度太快, 使混凝土骤冷骤热, 结构内外温度不均, 而出现裂缝。
  1.4 外部荷载引起的裂缝
  梁板混凝土在未达到设计强度时, 受到外部荷载的影响或外部荷载对构件产生的拉应力超过允许拉应力,使得构件产生裂缝。主要有以下几种情况。
   (1) 梁板在进行预应力张拉时, 混凝土的设计强度未达到设计强度或张拉力超过控制张拉力太多。(2) 以提高混凝土强度等级来弥补设计要求的张拉或放张控制强度, 使得混凝土在龄期很短的情况下承受较大荷载。(3) 预制梁板随意翻转、起吊、运输、安装, 使构件受力不合理。(4) 在未进行铺装的梁板上堆放材料或停放施工机械, 会造成局部应力集中而产生裂缝。
  2混凝土梁板施工裂缝的预防措施
  2.1 控制好混凝土原材料的质量和混凝土配合比的选择
  2.1.1 水泥
  水泥应符合现行国家标准, 选用水泥时, 应以能使所配制的混凝土强度达到要求、收缩性小、和易性好和节约水泥为原则。同时应注意其特性对混凝土结构强度、耐久性和使用条件是否有不利影响。
  2.1.2 细骨料
  要求采用级配良好、质地坚硬、颗料干净、粒径小于5mm, 并尽量使用河砂。砂中杂质的含量应通过试验测定, 其最大含量不宜超过规范的规定。
  2.1.3 粗骨料
  应采用坚硬的碎石, 由于梁板的钢筋一般比较密,要严格控制骨料的粒径, 尽可能采用连续级配, 施工前应对所用碎石进行碱活性检验。
  2.1.4 拌和水及外加剂
  拌制混凝土的用水不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂、糖类及游离酸类等。如需添加外加剂, 则应根据外加剂的特点, 结合使用目的和混凝土浇注时的季节环境来确定外加剂的使用品种。使用前应复验其效果, 掺量要准确。
  2.1.5 合理选择混凝土配合比
  在配制混凝土配合比时应考虑施工季节、结构形状、模板形式、混凝土强度等级等因素对梁板抗裂性能的影响。在施工中, 施工单位往往只注重混凝土强度而忽视其变形特性和工作性, 而混凝土变形特性和工作性恰好是混凝土产生裂缝的主要原因所在。
  2.2 提高施工工艺质量
  2.2.1 要注意支架和模板的沉陷及变形
  支架沉陷、模板变形是引起早期裂缝的原因之一,对于现浇梁板, 支架及模板心须进行设计计算和荷载预压; 预制梁板要对预制场地进行硬化处理和做好排水措施, 防止地基下沉。
  2.2.2 确保混凝土的拌和质量
  拌制混凝土配料时, 各种衡器应保持准确。混凝土拌和物应拌和均匀, 颜色一致, 不得有离析和泌水现象。混凝土拌和物的坍落度, 应在搅拌地点和浇注地点分别取样检测, 同时还应观察其粘聚性和保水性。
  2.2.3 提高混凝土的浇注工艺
  (1) 浇注混凝土时, 除少量塑性混凝土可用人工捣实外, 宜采用振动器械捣实。如采用附着式振动器, 其布置间距, 还应根据梁板的形状及振动器械性能等情况并通过试验确定。(2) 混凝土浇注应连续进行, 如因故必须间断时,其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或重塑时间。
  2.2.4 预应力钢筋的张拉应严格按程序进行在进行预应力张拉时, 必须严格按规范要求进行。
  对于张拉时间的按排, 除考虑混凝土的强度外, 还应参考混凝土的龄期或混凝土的成熟度两个指标, 这样才能取得比较好的张拉效果。
  2.2.5 做好混凝土的养护
  混凝土养护的好坏直接关系到是否出现收缩或温度裂缝的重要环节, 一般混凝土浇注后, 应在收浆后尽快给予覆盖和洒水养护。每天洒水数次以保持混凝土表面经常处于湿润状态。
  2.3 加强夏季高温和冬季低温时梁板施工的保护措施对于在夏季高温和冬季低温状态下施工的混凝土梁板, 除按正常要求施工外, 还要根据实际情况采取多种有效措施以预防混凝土开裂。
  3 桥梁混凝土梁板施工裂缝的治理方法
  出现施工裂缝的混凝土梁板, 除报废外, 对于可以利用的梁板, 一般可采用以下几种常用方法进行修补处理。
  3.1 环氧胶粘剂修补裂缝
  用环氧胶粘剂修补混凝土裂缝时, 应先对裂缝进行处理。一般沿裂缝凿嵌槽与凿毛工艺相结合进行。嵌槽系用人工手钎凿成。要求平正而粗糙, 嵌槽形状多为V形, 其宽度、深度视裂缝大小而定。当裂缝开度