机制砂预制“T”梁开裂及相应预防措施.docVIP

机制砂预制“T”梁开裂及相应预防措施中铁隧道集团有限公司一处 河南新乡 453000 张瑞明摘 要：针对三凯线机制砂预制“T”梁开裂的特点，从制梁的地材及水泥的使用，施工工艺方面分析出现的开裂原因，并采取相应的应对措施，取得了良好的效果。关键词：预制 “T”梁 开裂一、工程简介 三凯高速公路地处黔东南，起点三穗终点站为凯里，为上海至瑞丽高速公路在贵州境内的一段，我标段位于剑河县内境内，全长4.81496km,其中有大桥10座1889延米，特大桥1座595延米，预制30米“T”型梁305片，“T”梁设计为先简支后连续梁，每片梁共有5道横隔板，梁高2m，梁翼缘板宽1.8m厚0.12m，梁肋宽0.18m，马蹄处宽0.4m高0.4m。二、施工工艺情况简介 混凝土拌制采用III级配料，自动计量系统进行电子称计量，人工添加袋装水泥，外加剂事先按每盘用量称好，分袋人工添加，水采用时间继电器计量。混合料经搅拌机搅拌3分钟后工程车用料斗运至制梁场地（运距为50m），龙门吊吊装入模，插入式振捣器与附着式振捣器（高频）配合使用完成梁体浇筑，两侧对称同时开3台，每一盘料附着式振捣器使用30s左右。三、制梁地材及水泥使用情况 我部制梁的粗骨料来源于南高石场，岩石分层明显呈黑色或灰色，抗压强度较高（160Mpa），现场安装反击破碎石机，进行生产碎石。压碎值指标≤10%（每批次试验结果在4%左右），针片状颗粒含量≤15%（每批次试验结果在10%左右）。砂是我标段展架I号隧道洞碴磨制而成，制砂用的洞碴分层明显呈现为青色，抗压强度35MPa左右，细度模数每批次试验结果在2.5左右，含泥量每批次试验结果在9%左右。水泥使用有两种:畅达P.O42.5（贵州六盘水产），险峰P.O42.5（贵州凯里产）。四、开裂情况特点 2004年2月17日我部预制第一片“T”梁，“T”梁开裂出现在同年4月份到同年的8月份，三凯高速四、五、六标预制的80%“T”梁在翼缘板与腹板的交汇处均有不同程度的开裂；裂纹宽0.05~0.2mm之间，长度短则10多厘米，长则3m左右，深度1~2mm，裂纹长而连续；开裂一般出现在拆模后的7~15天之间，无温度变化现象。总结起来其特点如下：1、地域性广；2、部位特定；3、出现周期较为固定；4、开裂严重。五、原因探查 1、水泥水化热过高。混凝土施工配合比由三凯高速公路中心试验设计，配合比中畅达与险峰两种水泥用量分别为486kg/m3、514kg/m3，水泥用量较大造成水化热过高，混凝土内部水化升温较快，而混凝土的表面和内部的散热条件不同，温度外低内高，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度形成表面开裂；混凝土的配合比中水灰比为0.35，制梁用的粗细骨料母材均为沉积岩，吸水能力相对较强，吸收混凝土中的部分水分，可能导致混凝土水化用水不足，温度升高较快，混凝土同样会出现收缩开裂。2、砂、碎石粉尘含量高。黔东南地区地质较差，地表岩石风化严重，河砂难以保证质量难以保证，总监办规定≥C30混凝土必须使用机制砂，贵州地区机制砂标准中粉尘含量为≤10%，在生产过程中为防止粉尘飞扬，在打砂时掺入适量的水，加水的负面影响就是粉尘不能脱离砂子，造成粉尘含量较高，而普通硅酸盐水泥本身有10%惰性材料，这样更减弱了水泥与骨料的粘结力，从而降低混凝土的抗压强度和抗拉强度，另外，粉尘和惰性材料加大混凝土收缩，这也是产生裂缝的主要原因。3、施工温度。对于我部制梁混凝土水泥用量相对较大，水化热大，温升速率也较大，一般可达35~40℃，加上黔东南地区夏季晴天较多，气温高涨，最高气温可达38度，这使得混凝土入模温度可达70~80℃，一般混凝土的热膨胀系数为10×10-6/℃，当夜里温度下降20~25℃时造成的冷缩量为2~2.5×10-4,混凝而混凝土的极限拉伸值只有1~1.5×10-4，因而冷缩常引起混凝土开裂。4、拆模。预制的30m“T”梁有5道横隔板，隔板部分的死角较多，在拆模时必然会出现卡模的情况，这样就对翼板产生扰动，在扰动的初期裂缝在0.05以下,肉眼看不到但却存在一个弱面,在今后的发展中首先从弱面开始发展,最终发展到肉眼可见范围。5、养护。密闭的混凝土内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起混凝土的自收缩产生开裂，加之气温较高养护不当,并且高强混凝土比较实心密实外界水很难渗入，所以混凝土表面及内部毛细孔中的水蒸发较快,混凝土收缩加快产生裂缝。六、预防措施1、选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥。选用P.O52.5水泥配制混凝土,降低每立方米混凝土中的水泥用量；使用粗骨料时,尽量使用粒径较大级配良好的粗骨料。2、严格控制粗、