钢筋混凝土预制构件裂纹产生原因及防治建议

引言
　　住宅产业化最显著特征就是构件生产的工厂化。预制构件从工厂流转到工地的过程，也是构件裂纹产生、发展的过程。

　　混凝土裂纹的产生不仅影响构件的观感质量，而且更加严重的是危害建筑物的整体性、水密性，为水、空气和其他侵蚀介质进入混凝土提供了通道，从而加速混凝土劣化，降低混凝土结构的耐久性。

　　混凝土裂纹是砼的体积变化、不同类型和不同程度的约束以及环境条件等综合因素所导致的。从材料本身来看，混凝土是一种非匀质的复杂多相脆性材料，抗拉强度低，易于开裂，且本身存在孔缝等诸多缺陷。从能量角度看，从原有裂缝的扩展比新生成裂缝容易。因此混凝土内部存在的早期显性与隐性裂纹是裂缝扩展的源头，宏观裂纹亦是由微观裂纹扩展而来的。

　　裂纹产生原因主要有三种，一是由外荷载引起的；二是设计原因即所谓结构次应力裂纹造成，结构的实际工作状态和计算假设模型存在差异引起；三是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降、徐变等因素引起结构变形，当变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂纹。

　　下面沿预制构件生产到装配的流程简要分析裂纹产生原因及防治建议。

　 　1、原材料质量控制
　　⑴控制砂石材料中的含泥量。
　　含泥量增加，在骨料和水泥浆体粘合面产生粘合微裂纹，特别是降低混凝土结构的抗拉强度，增加水泥砂浆收缩率，同时消耗减水剂有效组分，构件易于产生塑性干缩裂纹。

　　⑵粗细骨料级配应合理。
　　如果骨料的级配合理则混凝土内空隙率小，密实度大，混凝土的收缩自然少，另一方面，混凝土中随骨料含量的增加，混凝土的自缩值减少。减少收缩裂纹。

　　⑶控制钢筋锈蚀与油类污染。
　　在自然环境中，钢筋表面接触到水和空气，就会在表面结成一层氧化铁，这就是铁锈。生锈、沾有油污的钢筋不能与混凝土很好粘结，从而影响钢筋与混凝土共同受力工作。致使混凝土受到破坏而造成钢筋混凝土结构构件承载力降低，最终混凝土结构耐久性能下降。

　　2、生产工序质量控制
　　⑴模板桌清理与脱模剂喷涂
　　模板桌清理不干净、或是脱模剂喷涂不匀，均会形成构件脱模时局部应力集中点，严重时会产生构件与钢模接触面产生脱皮现象，造成显性或隐性裂纹缺陷。

　　⑵钢筋摆放与卡扣
　　钢筋保护层厚度过薄，容易造成钢筋露筋或表面混凝土脱落，从而导致钢筋锈蚀，断面减小，结构构件整体性受到破坏。反之，当钢筋保护层过厚会造成：1、构件易横向开裂。工程实践证明，当混凝土构件纵向主筋保护层厚度大于40mm时，其表面极易出现垂直主筋方向的多处规划性横向裂纹，大大消弱了保护层的作用，加速主筋的锈蚀，最终导致构件提前破坏。2、降低构件承载力。如果保护层厚度从标准15mm增大至25mm时，其承载能力将降低26%左右。

　　⑶混凝土浇筑
　　a、合理的水灰比控制：水灰比是影响混凝土收缩的重要因素。混凝土初凝前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料和水泥之间也产生不均匀的沉缩变形，而混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，此时混凝士强度无法抵抗其本身的收缩，因此产生裂缝。

　　b、合理的振捣方式控制：混凝土过振混凝土浇注的时候要正确掌握振捣的时间。振捣时间短了，拌和物难以密实，振捣时间长了，一是生产的效率就不高；二是拌合物会出现离析和泌水分层现象；三是钢筋和予埋件容易走形变位；四是脱模剂会被分散，造成脱模困难。一般的控制标准由以下四方面来判断。粗骨料不再下沉；水泥砂浆泛上到表面；被振的部位大致被振成水平状；拌和物中的气泡不再冒出来。

　　⑷养护
　　a、混凝土的养护基本要求
　　混凝土浇捣后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水化作用的结果，而水化作用则需要适当的温度和湿度条件，因此为了保证混凝土有适宜的硬化条件，使其强度不断增长，必须对混凝土进行养护。砼养护目的，一是创造各种条件使水泥充分水化，加速砼硬化：二是防止砼成型后暴晒、风吹、寒冷等条件而出现的不正常收缩、裂缝等破损现象。砼养护法分为自然养护和加热养护两种：现浇砼在正常条件下通常采用自然养护。自然养护基本要求：在浇筑完成后，12h以内应进行养护；砼强度未达到C12以前，严禁任何人在上面行走、安装模板支架，更不得作冲击性或上面任何劈打的操作。

　　b、养护工序
　　覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法。主要措施是：1.应在初凝以后开始覆盖养护，在终凝后开始浇水（12小时后）覆盖物、麦杆、烂草席、竹帘、麻袋片、编制布等片状物。养护时间，常用的五种水泥正温条件下应不少与7天。

　　 ⑸起吊
　　按照相关规范，预制构件脱模起吊时，应根据设计要求或具体生产条件确定所需的混凝土立方体抗压强度。起吊强度：小构件不应小于15Mpa，大构件不应小于20Mpa,特大构件不应小于25Mpa。对于脱模后需要移动的构件，脱模时的混凝土立方体抗压强度不宜小于设计混凝土强度等级值的75%。

　　吊点的选择讲究构件起吊时力的平衡。

　 　3、堆放、堆垛转运质量控制
　　成垛堆放装配式构件时，应注意下列事项：(1)堆放构件的场地，应整平压实，不积水；(2)构件应按吊运及安装次序顺号堆放，并有适当通道，防止越堆吊运； (3)堆放构件时，应按构件刚度及受力情况平放或竖放并保持稳定；小型构件及块件的堆放，如有折断可能时，应以其刚度较大的方向作为竖直方向；(4)构件堆垛时，应放置在垫木上，吊环向上，标志向外，混凝土养护期未满的应继续洒水养护；(5)水平分层堆放构件时，其堆垛高度应根据构件强度，地面耐压力、垫木强度以及垛椎的稳定性而确定，但大型构件一般以两层为宜，不宜超过3层；层与层之间应以垫木隔开，各层垫木的位置应在吊点处，上下层垫木必须在一条垂直线上；(6)雨季应注意防止地面软化下沉而造成构件折裂破坏；⑺构件运输应由具有专业运输能力的运输方承担。

　　4、结语
　　抑制因材料产生混凝土不密实、不匀质及养护制度不善造成的内部隐性结构缺陷；防止外部应力造成的裂纹；优化设计方案如采取缩小钢筋直径增大配筋率等措施是防治预制构件裂纹的必由之路。具体需要解决的是下列几点：

　　⑴加强养护措施，在满足生产节奏的前提下，使构件起吊时强度满足设计强度的75%的要求；

　　⑵足够刚度的预制构件如钢梁、靠架等支撑系统。

　　防止使用过程的支撑系统的扭曲变形造成对构件损伤，减少构件堆垛的转运、倒堆次数；

　　堆场地面需作硬化处理；

　　对钢筋工厂应建专门堆放区；

　　防止堆垛每层间构件的钢筋成为传力通道；

　　⑹优化配筋率设计方案。在考虑《建筑结构荷载规范》脱模时吸附力等效载荷系数，吊装、运输及安装时动力等效载荷系数时取较大值；

　　⑺应优化构件进入施工现场的运输路线。
　　
　　 参考文献：
　　⑴蒋正武 龙广成 孙振平 编著.混凝土修补原理、技术与材料.化工出版社
　　⑵叠合板式混凝土剪力墙结构技术规程.DB34 810-2008










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