鋼筋混凝土預制構件裂紋產生原因及防治建議

　　引言

　　住宅產業(yè)化最顯著特征就是構件生產的工廠化。預制構件從工廠流轉到工地的過程，也是構件裂紋產生、發(fā)展的過程。

　　混凝土裂紋的產生不僅影響構件的觀感質量，而且更加嚴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進入混凝土提供了通道，從而加速混凝土劣化，降低混凝土結構的耐久性。

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

　　裂紋產生原因主要有三種，一是由外荷載引起的；二是設計原因即所謂結構次應力裂紋造成，結構的實際工作狀態(tài)和計算假設模型存在差異引起；三是變形應力引起的裂縫，這是由溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降、徐變等因素引起結構變形，當變形受到約束時便產生應力，當此應力超過混凝土抗拉強度時就產生裂紋。

　　下面沿預制構件生產到裝配的流程簡要分析裂紋產生原因及防治建議。

　　1、原材料質量控制

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　　含泥量增加，在骨料和水泥漿體粘合面產生粘合微裂紋，特別是降低混凝土結構的抗拉強度，增加水泥砂漿收縮率，同時消耗減水劑有效組分，構件易于產生塑性干縮裂紋。

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　　如果骨料的級配合理則混凝土內空隙率小，密實度大，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蝕與油類污染。

　　在自然環(huán)境中，鋼筋表面接觸到水和空氣，就會在表面結成一層氧化鐵，這就是鐵銹。生銹、沾有油污的鋼筋不能與混凝土很好粘結，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構構件承載力降低，最終混凝土結構耐久性能下降。

　　2、生產工序質量控制

　　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，均會形成構件脫模時局部應力集中點，嚴重時會產生構件與鋼模接觸面產生脫皮現(xiàn)象，造成顯性或隱性裂紋缺陷。

　?、其摻顢[放與卡扣

　　鋼筋保護層厚度過薄，容易造成鋼筋露筋或表面混凝土脫落，從而導致鋼筋銹蝕，斷面減小，結構構件整體性受到破壞。反之，當鋼筋保護層過厚會造成：1、構件易橫向開裂。工程實踐證明，當混凝土構件縱向主筋保護層厚度大于40mm時，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，大大消弱了保護層的作用，加速主筋的銹蝕，最終導致構件提前破壞。2、降低構件承載力。如果保護層厚度從標準15mm增大至25mm時，其承載能力將降低26%左右。

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　　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，此時骨料和水泥之間也產生不均勻的沉縮變形，而混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，此時混凝士強度無法抵抗其本身的收縮，因此產生裂縫。

　　b、合理的振搗方式控制：混凝土過振混凝土澆注的時候要正確掌握振搗的時間。振搗時間短了，拌和物難以密實，振搗時間長了，一是生產的效率就不高；二是拌合物會出現(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；四是脫模劑會被分散，造成脫模困難。一般的控制標準由以下四方面來判斷。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。

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　　⑷養(yǎng)護

　　a、混凝土的養(yǎng)護基本要求

　　混凝土澆搗后，之所以能逐漸凝結硬化，主要是因為水泥水化作用的結果，而水化作用則需要適當?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，使其強度不斷增長，必須對混凝土進行養(yǎng)護。砼養(yǎng)護目的，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)護法分為自然養(yǎng)護和加熱養(yǎng)護兩種：現(xiàn)澆砼在正常條件下通常采用自然養(yǎng)護。自然養(yǎng)護基本要求：在澆筑完成后，12h以內應進行養(yǎng)護；砼強度未達到C12以前，嚴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)護工序

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

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　　按照相關規(guī)范，預制構件脫模起吊時，應根據(jù)設計要求或具體生產條件確定所需的混凝土立方體抗壓強度。起吊強度：小構件不應小于15Mpa，大構件不應小于20Mpa,特大構件不應小于25Mpa。對于脫模后需要移動的構件，脫模時的混凝土立方體抗壓強度不宜小于設計混凝土強度等級值的75%。

　　吊點的選擇講究構件起吊時力的平衡。

　　3、堆放、堆垛轉運質量控制

　　成垛堆放裝配式構件時，應注意下列事項：(1)堆放構件的場地，應整平壓實，不積水；(2)構件應按吊運及安裝次序順號堆放，并有適當通道，防止越堆吊運； (3)堆放構件時，應按構件剛度及受力情況平放或豎放并保持穩(wěn)定；小型構件及塊件的堆放，如有折斷可能時，應以其剛度較大的方向作為豎直方向；(4)構件堆垛時，應放置在墊木上，吊環(huán)向上，標志向外，混凝土養(yǎng)護期未滿的應繼續(xù)灑水養(yǎng)護；(5)水平分層堆放構件時，其堆垛高度應根據(jù)構件強度，地面耐壓力、墊木強度以及垛椎的穩(wěn)定性而確定，但大型構件一般以兩層為宜，不宜超過3層；層與層之間應以墊木隔開，各層墊木的位置應在吊點處，上下層墊木必須在一條垂直線上；(6)雨季應注意防止地面軟化下沉而造成構件折裂破壞；⑺構件運輸應由具有專業(yè)運輸能力的運輸方承擔。

　　4、結語

　　抑制因材料產生混凝土不密實、不勻質及養(yǎng)護制度不善造成的內部隱性結構缺陷；防止外部應力造成的裂紋；優(yōu)化設計方案如采取縮小鋼筋直徑增大配筋率等措施是防治預制構件裂紋的必由之路。具體需要解決的是下列幾點：

　　⑴加強養(yǎng)護措施，在滿足生產節(jié)奏的前提下，使構件起吊時強度滿足設計強度的75%的要求；

　　⑵足夠剛度的預制構件如鋼梁、靠架等支撐系統(tǒng)。

　　防止使用過程的支撐系統(tǒng)的扭曲變形造成對構件損傷，減少構件堆垛的轉運、倒堆次數(shù)；

　　堆場地面需作硬化處理；

　　對鋼筋工廠應建專門堆放區(qū)；

　　防止堆垛每層間構件的鋼筋成為傳力通道；

　?、蕛?yōu)化配筋率設計方案。在考慮《建筑結構荷載規(guī)范》脫模時吸附力等效載荷系數(shù)，吊裝、運輸及安裝時動力等效載荷系數(shù)時取較大值；

　?、藨獌?yōu)化構件進入施工現(xiàn)場的運輸路線。

　　參考文獻：

　?、攀Y正武 龍廣成 孫振平 編著.混凝土修補原理、技術與材料.化工出版社

　?、漂B合板式混凝土剪力墻結構技術規(guī)程.DB34 810-2008