1、T型梁裂縫的成因與預(yù)防措施內(nèi)容提要：木文對國道314線且末-民豐公路改建工程安迪爾大橋在 施工過程中T型梁出現(xiàn)多處貫通橫向直裂縫（垂直于板長度方向） 進行了研究。通過調(diào)查分析開裂原因并提出了后期處理合理建議， 以期為類似工程提供參考。關(guān)鍵詞：T型梁預(yù)制裂縫一.工程概況、國道314線且末-民豐公路改建工程第四合同段位于塔格拉瑪干 沙漠腹地，標(biāo)段內(nèi)有安迪爾大橋一座，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計為后張法預(yù)應(yīng) 力30米T型梁，混凝土設(shè)計強度C50采用天山水泥股份有限公司（塔 什店）生產(chǎn)的52.5普通硅酸鹽水泥，粗、細(xì)集料均為自產(chǎn)，粗集料 為卵石，粒徑5-20mm, 20-40mm二級配，細(xì)集料采用水洗中砂?；?凝土拌

2、合用水為安迪爾道班井水，外加劑采用江蘇特密斯生產(chǎn)的高 效減水劑。施工中有3片梁出現(xiàn)多處貫通橫向直裂縫，施工日期 2004.8-2004.10,造成停工。三、施工現(xiàn)場檢測結(jié)果：首先對混凝土保護厚度進行了檢測，厚度波動范圍25-31 m之 間屬正常。T型梁底座經(jīng)水準(zhǔn)測量也沒有岀現(xiàn)沉降，對混凝土進行 了回彈法檢測，測試結(jié)果見下表：回彈法測試強度結(jié)果及碳化深度檢測測試部位安迪爾大橋回彈儀型號HT225強度等級C50測試狀態(tài)光潔側(cè)面成型丨丨期2004. 8-2004. 10測試方向水平梁號測區(qū)回彈值平均值澆筑面修正角度修正碳化深度mm平均碳化深度mm測區(qū)強度mp«強度推定值mpa1號149.8

3、159.456.9248.9159. 7352.6159. 1450.4157.6553.2158. 3649.258754.8159. 5850.2157. 1951.8157. 31050.9158. 72155.41159.257.3號252. 3158.4351. 159.2449.6158.9550.457.6654157.8752.5158.9851. 3159.6949.6158.91050.2157. 13號151. 71157. 156.9253.258. 3354.8159. 5450.615854957. 5655.659. 7752.5158.9849157. 5952

4、.2158.21050159.9回彈強度結(jié)果評定符合設(shè)計要求。通過對裂縫進行超聲波檢測,裂縫寬0.2-1.0mm貫通橫向直裂縫,裂縫垂直于梁長方向并每隔7-8 米出現(xiàn)。綜合上述情況筆者認(rèn)為裂縫產(chǎn)生的原因很復(fù)雜，主要是由 于干燥收縮和溫度裂縫。四、產(chǎn)生的原因：1、收縮引起的裂縫安迪爾大橋位于塔克拉瑪干沙漠，氣候干燥，混凝土澆筑后沒有 及時覆蓋，水分蒸發(fā)引起的失水收縮，該收縮變形數(shù)量大，最大可 達(dá)8X10-早期速度較快，失水較多，裂縫以后逐步延續(xù)發(fā)展，每隔 一定距離出現(xiàn)嚴(yán)重者裂縫貫穿板厚。這和我們在梁預(yù)制時遇到的情 況很相似，起初裂縫只發(fā)生在梁最薄處腹板部位，以后逐步發(fā)展，3 個月后貫穿板厚。干燥

5、收縮機理（水分蒸發(fā)與泌水過程）：根據(jù)王鐵 夢教授研究結(jié)果高強混凝土早期劇烈水化，從毛細(xì)孔中奪取自由水, 由于混凝土中自由水不足，相對濕度減少導(dǎo)致內(nèi)部供水不足產(chǎn)生干 燥收縮而水分大量蒸發(fā)使表而干裂。并可以據(jù)文獻(xiàn)資料混凝土應(yīng)變 計算公式：Ml水泥品種為普通水泥取1. 0M廠水泥細(xì)度為4900孔取1. 35Ms-骨料為花崗巖粗骨料取1. 0M廠水灰比為0.55取1.24M廠水泥漿量0. 2取1. 0Ms-自然養(yǎng)護時間15d取0. 93M廠環(huán)境相對濕度90%取0. 54Ms-水半徑倒數(shù)為0. 007取0. 54Mg-機械振搗取1. 0如-含筋率20%取0. 9在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干

6、縮）是發(fā)生混凝 土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。塑性收縮。發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后45小時左右，此時 水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)， 混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化， 稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級很大，可達(dá)1%左右。在骨料 下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎 向變截而處如T梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉實不?勻?qū)l(fā)生表而的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時 應(yīng)控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實, 豎向變截面處宜分層澆筑。縮水收縮（干縮）?；炷两Y(jié)硬

7、以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度 逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因混凝土表層 水分損失快，內(nèi)部損失慢，因此產(chǎn)生表而收縮大、內(nèi)部收縮小的不 均勻收縮，表而收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表而混凝土 承受拉力，當(dāng)表而混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產(chǎn)生收縮 裂縫?；炷劣不笫湛s主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件 （超過3%）,鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表而容易 出現(xiàn)龜裂裂紋。自生收縮。自生收縮是混凝土在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反 應(yīng)，這種收縮與外界濕度無關(guān)，且可以是正的（即收縮，如普通硅 酸鹽水泥混凝土），也可以是負(fù)的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉 煤灰水

8、泥混凝土）。炭化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的 收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生，且隨二氧化碳 的濃度的增加而加快。炭化收縮一般不做計算。混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表而裂縫，裂縫寬度較細(xì)，且縱 橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：1）水泥品種、標(biāo)號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土 收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、磯土水泥混凝土收縮性較低。 另外水泥標(biāo)號越低、單位體積用量越大、磨細(xì)度越大，則混凝土收 縮越大，且發(fā)生收縮時間越長。例如，為了提高混凝土的強度，施 工時經(jīng)常采用強行增加水泥用量的做法，結(jié)果收

9、縮應(yīng)力明顯加大。2）骨料品種。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石等吸水 率較小、收縮性較低；而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮 性較高。另外骨料粒徑大收縮小，含水量大收縮越大。3）水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。4）外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。5）養(yǎng)護方法。良好的養(yǎng)護可加速混凝土的水化反應(yīng)，獲得較高的混 凝土強度。養(yǎng)護時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護時間越長，則混 凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護方式比自然養(yǎng)護方式混凝土收縮要小。6）外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風(fēng)速大，則混凝 土水分蒸發(fā)快，混凝土收縮越快。7）振搗方式及時間。機械振搗方式比手工搗固方

10、式混凝土收縮性要 小。振搗時間應(yīng)根據(jù)機械性能決定，一般以515s/次為宜。時間太 短，振搗不密實，形成混凝土強度不足或不均勻；時間太長，造成 分層，粗骨料沉入底層，細(xì)骨料留在上層，強度不均勻，上層易發(fā) 生收縮裂縫。2、溫度裂縫由于結(jié)構(gòu)降溫差較大，受到外界約束而引起混凝土澆筑時溫度較 高，加上水泥水化熱溫度升高使混凝土溫度很高，當(dāng)混凝土冷卻收 縮受到鋼筋及其他外界結(jié)構(gòu)的約束，將使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大拉應(yīng) 力，產(chǎn)生降溫收縮裂縫，裂縫為深進的或貫穿性的，常破壞結(jié)構(gòu)的 整體性。本人在T型梁澆注完后8h-12h將溫度計深入T型梁預(yù)留 張拉孔道中，測出混凝土中心處溫度在70-80°C,而混凝土表而

11、溫 度為48°C,計算混凝土溫度差，用平均值75-48=27>20°C溫度差大 于允許值，對混凝土不利。驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日 落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表而溫度突然下降，但因內(nèi)部溫度變化相對較慢 而產(chǎn)生溫度梯度。日照和驟然降溫內(nèi)力計算時可采用設(shè)計規(guī)范或參 考橋梁資料進行，混凝土彈性模量不考慮折減。五、預(yù)防措施1、控制混凝土中水泥用量，選用低熱水泥。水灰比和砂率不要過大, 嚴(yán)格控制砂、石含泥量。調(diào)整配合比更換砂場，用粗砂代替中砂。 加大粗集料中20-40mm粒徑的用量，這樣可以有效降低收縮，使 用緩凝型外加劑。2、原材料的降溫處理；水泥、外加劑搭設(shè)遮陽棚，砂子、石子

12、在 澆筑前用冷水徹底沖洗降溫，降低混凝土拌和溫度。3、跟氣象站建立聯(lián)系，風(fēng)雨天不要澆筑混凝土，高溫天氣，選擇 傍晚或夜間澆注混凝土。分層澆注混凝土每層厚度不大于3 0 c m, 嚴(yán)禁澆注現(xiàn)場加水，加強混凝土施工中的溫度觀測。4、混凝土振搗密實，邊澆注邊覆蓋，盡量減少新澆注混凝土的暴 露時間，加強混凝土的早期養(yǎng)護，延長保濕養(yǎng)護的時間，避免劇烈 干燥，能有效降低收縮應(yīng)力。切忌為加速工期而急于出倉，切忌松 模澆水，結(jié)構(gòu)物表面應(yīng)緩慢降溫。5、加強施工中的管理工作，人、材、機準(zhǔn)備充分，機械設(shè)備要保 持良好的工作狀態(tài)。表而溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于15°C,若混 凝土的表面溫度與環(huán)境溫度之差大于15&#