箱梁预制过程中裂缝成因浅析

分析裂缝的成因并研究预防裂缝产生的措施，以确保箱梁结构安全质量合格，是当前工程技术人员刻不容缓的技术难题之一。本文针对裂缝的成因进行了初步分析及探讨，从而提出了相关的预防及防治措施，以供类似工程施工参考。

1 裂缝产生的原因

一种是荷载引起的叫受力性裂缝;另一种是由于外界环境的变化所产生的裂缝，叫非受力性的裂缝。受力性裂缝产生的原因主要是支架地基压实度不够或底模支架不牢固，在荷载作用下，产生沉降，引起底模不均匀变形，当变形受到约束时，在构件内部产生次应力，而混凝土早期强度较低，预应力筋并未参与受力，则使混凝土产生过高的抗拉强度，从而引起混凝土的开裂。非受力裂缝产生的主要原因是温度等外界环境变化导致的，养生及时与否等原因造成的。对于产生混凝土裂缝的因素是多方面的，对直接原因和间接原因要分析准确，否则会收到事倍功半的效果，内因主要是混凝土收缩造成的。

2 混凝土裂缝种类

2.1 一类是各种外荷载（静荷载、动荷载和其它荷载）所产生的应力引起裂缝和次应力一起的裂缝。

2.2第二类是变形（温度、收缩）一起的裂缝，其结构特征是结构要求变形，当受到约束和时产生内应力，应力超过混凝土抗应力值后产生裂缝，裂缝出现后变形得到满足，内应力松弛，这种裂缝对承载力影响小，但对耐久性损害大。根据有关调查资料，工程实践中结构物属于由变形（温度、收缩、不均匀沉陷）引起裂缝的约占80%，属于荷载引起裂缝的约占20%左右。

3 混凝土基本物理力学性质 3.1 混凝土的收缩变形。

实践证明，大部分混凝土结构裂缝的原因是由于变形引起，包括温度、湿度等。而湿度变化引起的裂缝又占主要部分，这从混凝土的结构可以看出，混凝土的重要组成部分是水泥和水，通过水泥和水的水化作用，形成胶结材料，将松散的砂石骨料胶合成人工石体混凝土。在混凝土大量的空隙、粗孔及毛细孔里面，

存在大量水分，水分的活动影响到混凝土的一系列性质，特别是产生“湿度变形”的性质对裂缝控制有重要作用。

3.2 由湿度引起的收缩。

干缩：由混凝土经受干燥作用时，首先是大空隙及粗毛细孔中的自由水分因物理力学结合遭到破坏而蒸发，这种失水不引起收缩，接着是使得细孔及微毛细孔中的水产生毛细压力，而混凝土承受这种压力后产生变形而收缩，即“毛细收缩”，进一步是晶格向水分和分子层中的吸附水蒸发，从而产生显著的压缩，即“吸附收缩”，是收缩变形主要部分。由于干燥所引起的收缩统称为干缩。

4 收缩裂缝产生原因

有人认为，箱梁的体积不大，属于薄壁结构，控制混凝土的收缩裂缝不应按照大体积混凝土的要求采取措施。虽然薄壁结构由于化热引起的温度上升很底，但是混凝土本身收缩很大，特别在环境气温变化与收缩共同作用对于薄壁结构尤为不利，况且，由于浇筑的薄壁厚度不均等原因，因而或多或少地存在应力集中。

5 箱梁裂缝控制的综合措施

根据上述混凝土的物 理学 性质，变形裂缝主要有湿度裂缝、沉陷（塑性）收缩裂缝、干缩裂缝。从它们产生的原因来看，我们可定出有效措施来防止裂缝或把裂缝控制在无害范围内，在预制箱梁过程中采用了以下措施，并取得较好的效果。

5.1 原材料和配合比。 5.1.1原材料：

严格控制混凝土原材料的质量和技术指标，特别是粗细骨料的含泥量很容易被人忽视，所用原材料采用二次冲洗，即采石场与使用前各冲洗一次，并采用优质湖州华阳青石和江西赣江中粗砂，使其含泥量控制在1%以内，有效控制微裂（提高混凝土抗拉性能）。

5.1.2 配合比：

在确定混凝土配合比时，在满足设计要求及施工工艺要求的前提下，采用浙江新都高标号水泥和江苏建材所的增强剂尽量减少水泥用量，以降低混凝土的水化热升温，并尽量降低水灰比，延长混凝土初凝时间，以减少混凝土收缩。

5.2 施工工艺改进。

控制混凝土的出机温度和浇筑温度：使用前用冷水冲洗集料，降低原材料温度，这是混凝土降低出机温度的最有效方法，当气温较高时，浇注时间选在早晨上午，在上午10时完成浇筑。

5.3 振动工艺。

采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性，而且浇筑的壁厚力求均匀。混凝土经过两次振捣，有效地增加了混凝土得密实度，减少内部微裂和提高混凝土的强度，提高抗渗性能等。一般掌握两次振捣的时间间歇为1小时左右，即在混凝土初凝前必须完成第二次振捣，否则会破坏混凝土内部结构。

5.4养护工艺。

混凝土的养护重要是保持适当的温度和湿度条件，在混凝土表面覆盖双层白色土工布，并洒水保持表面湿润，内模顶板及肋极采用喷雾机喷雾养生，外模和底模延迟拆模时间。可减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。由于散热时间延长，混凝土强度和松弛作用得到充分发挥，使混凝土总温差产生的拉力小于混凝土的抗拉强度。适当的潮湿条件可防止混凝土表面脱水而产生收缩裂缝。同时可使水泥水化充分，提高混凝土的抗拉强度。

结束语

实践证明，箱梁在预制过程中，只要对其裂缝产生的原因进行认真分析、 总结 ，然后对症下药，就一定能够做到有效的预防及避免裂缝的产生。

参考资料

[1]张成志.浅谈真空联合堆载预压施工工艺及监测要点.[J].黑龙江科技信息.2012年16期