科技与生活 ２０１０年第１２期 工疆褥学 ２９ 浅析预应力混凝土裂缝的控制 鲁炎明 （浙江万峰建设工程有限公司，浙江绍兴３１２０００） 摘要预应力混凝土由于解决了普通混凝土抗裂性能差的缺点，已被广泛应用于建筑行业中，备受业内人士青睐。讨论预应力混凝土产生 裂缝的原因及其控制措施。 关键词预应力混凝土；裂缝原因；控制措施 中圈分类号ＴＵ７５５．７ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１０）０６２—００２９一Ｏ１ 建筑结构裂缝在工程中是长久以来引起人们关注与研究的课题。裂 缝的形成原因很复杂，处理方式也有多种。如果处理得当则对于结构无 大的不良后果，否则会影响结构物的耐久性和适用性，甚至危害到人们 的财产安全和生命安全。 １预应力混凝土结构中裂缝的形成原因 混凝土是由水泥、粗骨料（石）和细骨料（砂）共同作用形成的混 合材料，因为多种材料物理及化学性质不同，硬化过程中又夹杂气体和 水，所以混凝土先天便具有微观裂缝和微孔。其中微观裂缝分为水泥砂 浆中的砂浆裂缝、粗骨料内部的骨料裂缝、砂浆和粗骨料界面上的粘结 裂缝。当混凝土受力时，微观裂缝与微孔逐渐连通，随后扩展成宏观裂 缝。如果继续扩展，最终会造成混凝土丧失承载能力。 混凝土产生裂缝原因多种多样，与外界环境、气候变化、本身性 质、施工浇注、养护过程、钢筋腐蚀等等因素均有关系。因此造成分析 与预防的复杂性，增加了采取防护措施的困难度。 预应力混凝土结构形成裂缝的原因，与普通的钢筋混凝土结构有共 同点，主要表现在以下几个方面：塑性收缩裂缝，混凝土塑性塌落， 碱一骨料化学反应，混凝土干缩，混凝土水化热，钢筋腐蚀，荷载作 用，外界温度变化，结构基础不均匀沉降。 预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比，也有其自身的特点，主要表 现在如下两个方面：１）在预应力筋锚固端，预压应力对锚固部位的挤 压使得此处产生沿钢筋走向的水平纵向裂缝。２）预应力混凝土构件的 受拉区布置有预应力筋，提供预加压力，以抵消预拉区的拉应力，但是 按照存在活载情况计算出来的构件在无活载作用时，预压应力有可能使 预拉区产生裂缝。 概括讲来，裂缝原因归结为两类：一类属于由变形或变化引起的裂 缝，包括地基变形（地基沉降或隆起）、温度（水化热、气温、太阳辐 射等）、收缩（自生收缩、失水干缩、碳化收缩、塑性收缩等）；另一 类属于荷载引起的，是外力作用的结果。 ２裂缝对整体结构的危害 在钢筋混凝土设计理论中，除了特殊构件以外，一般结构是允｛午带裂 缝工作的，目宽度小于或等Ｙ＇Ｏ．ＯＳｍｍ的裂缝并不会对结构的使用形成显著 危害。但对于过宽的裂缝却会对结构造成的危害较大，具体表现在： １）钢筋锈蚀。若具有腐蚀性的气体或水份通过裂缝渗入钢筋混凝 土结构，与钢筋发生反应会使钢筋锈蚀。钢筋生锈不但会削减钢筋的 实际受力面积，而且铁锈膨胀将会导致原有裂缝进一步扩展，最终减小 钢筋于混凝土的粘结力。２）混凝土冻蚀。通过裂缝渗入钢筋混凝土结 构的水份在气温降至Ｏ＂Ｃ以下时会冷冻结冰，由于冰的体积增大导致沿 裂缝边缘的胀裂。若气温变化异常频繁，则冻融现象反复发生，裂缝将 逐渐拓宽，最终破坏整体结构。３）降低结构承载力。有些裂缝，即使 不会破混凝土结构或坏钢筋，但裂缝发展造成局部构件截面有效高度削 弱，降低了结构实际承载力，影响其使用性能。４）损坏混凝土性能。 加速混凝土碳化、剥落，降低混凝土耐久性、抗疲劳和抗渗能力。５） 其他影响。比如某些表面裂纹，在整个结构或构件的使用寿命中都不会 产生大的危害，但它们影响整体美观，其负面作用也是不可忽视的。 ３控制措麓 １）首先在混凝土原材料方面要求严格选材。选用干缩性较小的水 泥，选用不含碱性的骨料，注意骨料的化学性质，合理制定混凝土配合 比。水泥干缩性的大小直接影响混凝土的收缩徐变，所以在选用水泥时 要采用干缩性较小的水泥，以尽量减少混凝土的收缩徐变。在选用混 凝土骨料时要注意骨料的化学性质，避免使用含碱性的骨料，因为含碱 性的骨料能够引起混凝土内部发生碱骨料反映，造成混凝土发生膨胀， 从而产生龟裂。在钢筋的使用上，尽量避免使用已锈蚀的材料，如果钢 筋已锈蚀，‘使用前应进行除锈处理。混凝土配合比也是影响混凝土收缩 变形的一个重要因素，因为如果水灰比过大，混凝土的变形则越大。在 制定混凝土配合比时，应严格控制水灰比大小及水泥用量。２）在进行 预应力混凝土施工时，严格按设计和相关规范要求施工。张拉时混凝土 强度必须达到设计强度的７５％以上方可张拉（如设计有要求则按设计执 行）。在雨季和冬季进行施工时，要根据当地天气情况采取必要的防护 措施，雨季施工要特别注意控制混凝土的水灰比，冬季施工要加入早强 剂、防冻剂等外加剂；严格控制混凝土拌和所用的各种原材料，防止 石灰石块进入混凝土中（石灰石遇水膨胀，会导致混凝土崩裂），并做 好水泥的检验试验工作，严禁使用小窑水泥，保证混凝土的浇注质量。 ３）预应力构件的制作基面要夯实，防止基面下沉。基面与构件底面要 做好隔离，以保证混凝土构件收缩不受约束。４）进行预应力工程施工 时，所选用的预应力筋、锚具等设备必须要进行检验，而且最好选用大 厂生产的设备，杜绝使用不合格产品。５）预应力筋、锚具等材料，在 运输使用过程中要保持清洁，防止油污，如有油污要及时进行清理干 净。６）在进行预应力混凝土工程施工时，要认真仔细做好预应力筋张 拉应力、张拉顺序以及灌浆压力的计算。灌浆压力不能过高，太高极 易造成构件的破坏。预应力筋为了减少应力损失，在符合计算范围内的 超张拉是可以的。但是如张拉应力过高，放张后反拱增大，会导致构件 发生严重裂缝现象。为了防止反拱引起的构件裂缝，最好在构件顶部设 置与构件等长的纵向钢筋。７）在构件端部孔道处增设螺旋筋，长度一 般为１．Ｏ一１．５ｍ左右。在构件顶部和底部各Ｉ．５ｍ左右范围内增设横向加强 筋，能很好的消除端部裂缝。８）构件支、拆模板要科学合理。根据构 件不同确定不同的支、拆方式，不能过早和盲目拆模。如采用木模，要 做好隔离，或在浇注混凝土前把模板充分浇水湿润，并把木模进行抛 光，以减小与混凝土之间的摩擦力。既要防止因木模吸收混凝土中水 分，使混凝土收缩加剧，又要防止木模因吸水膨胀，导致混凝土构件裂 缝，甚至拆模后边角处脱落。９）混凝土灌注要做到均匀密实，并严格 控制灌注总时间，以确保混凝土的质量。混凝土是否均匀密实，直截关 系到混凝土的强度，尤其是局部强度，所以，在进行混凝土施工时应做 到分层对称浇注，振捣要到位。灌注总时间也是影响混凝土质量的重要 因素，灌注总时间太长，前后施工混凝土的凝固时间则相差较大，就会 使混凝土收缩变形不一致，造成混凝土开裂。因此，为了尽量减少混凝 土收缩变形差异，灌注总时间不能太长。 ４结束语 预应力技术经过了几十年的不断研究和工程实践，已经是一项比较 成熟的工程技术，在今后的发展中，还将日臻完善。工程实践告诉我 们，预应力技术以其种种优势，在某些建设领域有着强大的生命力和竞 争力，甚至在其还未完全占领的领域仍然具有强大的发展力。 参考文献 ［１】彭国勇，刘会，陈光明．预应力混凝土梁裂缝的预防及处理．２００６ ［２］ｔ海燕，王洪卫．预应力混凝土在建筑工程中的应用．２００８． ［３］雷文军，凌育洪．预应力混凝土的裂缝控制．２００２．
