1、T型梁裂缝的成因与预防措施内容提要：本文对国道314线且末-民丰公路改建工程安迪尔大桥在施工过程中T型梁出现多处贯通横向直裂缝（垂直于板长度方向）进行了研究。通过调查分析开裂原因并提出了后期处理合理建议，以期为类似工程提供参考。关键词： T型梁 预制 裂缝 一 工程概况、国道314线且末-民丰公路改建工程第四合同段位于塔格拉玛干沙漠腹地，标段内有安迪尔大桥一座，上部结构设计为后张法预应力30米T型梁，混凝土设计强度C50采用天山水泥股份有限公司（塔什店）生产的52.5普通硅酸盐水泥，粗、细集料均为自产，粗集料为卵石,粒径5-20mm，20-40mm二级配，细集料采用水洗中砂。混凝土拌合用水为安
2、迪尔道班井水，外加剂采用江苏特密斯生产的高效减水剂。施工中有3片梁出现多处贯通横向直裂缝，施工日期2004.8-2004.10，造成停工。三、施工现场检测结果： 首先对混凝土保护厚度进行了检测，厚度波动范围25-31m之间属正常。T型梁底座经水准测量也没有出现沉降，对混凝土进行了回弹法检测，测试结果见下表：回弹法测试强度结果及碳化深度检测测试部位安迪尔大桥回弹仪型号HT225强度等级C50测试状态光洁侧面成型日期2004.8-2004.10测试方向水平梁号测区回弹值平均值浇筑面修正角度修正碳化深度平均碳化深度测区强度mpa强度推定值mpa1号149.8159.456.9248.9159.735
3、2.6159.1450.4157.6553.2158.3649.258754.8159.5850.2157.1951.8157.31050.9158.72号155.41159.257.3252.3158.4351.159.2449.6158.9550.457.6654157.8752.5158.9851.3159.6949.6158.91050.2157.13号151.71157.156.9253.258.3354.8159.5450.615854957.5655.659.7752.5158.9849157.5952.2158.21050159.9回弹强度结果评定符合设计要求。通过对裂缝进行超
4、声波检测，裂缝宽0.2-1.0mm贯通横向直裂缝，裂缝垂直于梁长方向并每隔7-8米出现。综合上述情况笔者认为裂缝产生的原因很复杂，主要是由于干燥收缩和温度裂缝。四、产生的原因：1、收缩引起的裂缝安迪尔大桥位于塔克拉玛干沙漠，气候干燥，混凝土浇筑后没有及时覆盖，水分蒸发引起的失水收缩，该收缩变形数量大，最大可达810-4早期速度较快，失水较多，裂缝以后逐步延续发展，每隔一定距离出现严重者裂缝贯穿板厚。这和我们在梁预制时遇到的情况很相似，起初裂缝只发生在梁最薄处腹板部位，以后逐步发展，3个月后贯穿板厚。干燥收缩机理（水分蒸发与泌水过程）：根据王铁梦教授研究结果高强混凝土早期剧烈水化，从毛细孔中夺取
5、自由水，由于混凝土中自由水不足，相对湿度减少导致内部供水不足产生干燥收缩而水分大量蒸发使表面干裂。并可以据文献资料混凝土应变计算公式：y（t）=y010(1-0.01)M1-水泥品种为普通水泥取1.0M-水泥细度为4900孔取1.35M3-骨料为花岗岩粗骨料取1.0M4-水灰比为0.55取1.24M5-水泥浆量0.2取1.0M6-自然养护时间15d取0.93M7-环境相对湿度90%取0.54M8-水半径倒数为0.007取0.54M9-机械振捣取1.0M10-含筋率20%取0.9 在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。塑性收缩。
6、发生在施工过程中、混凝土浇筑后45小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层
7、水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能
8、发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：1）水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。2）骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较
9、大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。3）水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。4）外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。5）养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。6）外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。7）振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以515s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成
10、分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。 2、温度裂缝由于结构降温差较大，受到外界约束而引起混凝土浇筑时温度较高，加上水泥水化热温度升高使混凝土温度很高，当混凝土冷却收缩受到钢筋及其他外界结构的约束，将使混凝土内部出现很大拉应力，产生降温收缩裂缝，裂缝为深进的或贯穿性的，常破坏结构的整体性。本人在T型梁浇注完后8h-12h将温度计深入T型梁预留张拉孔道中，测出混凝土中心处温度在70-80，而混凝土表面温度为48，计算混凝土温度差，用平均值75-48=2720温度差大于允许值，对混凝土不利。骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部
11、温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考桥梁资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。五、预防措施1、控制混凝土中水泥用量，选用低热水泥。水灰比和砂率不要过大，严格控制砂、石含泥量。调整配合比更换砂场，用粗砂代替中砂。加大粗集料中20-40mm粒径的用量，这样可以有效降低收缩，使用缓凝型外加剂。2、原材料的降温处理；水泥、 外加剂搭设遮阳棚，砂子、石子在浇筑前用冷水彻底冲洗降温，降低混凝土拌和温度。、跟气象站建立联系，风雨天不要浇筑混凝土，高温天气，选择傍晚或夜间浇注混凝土。分层浇注混凝土每层厚度不大于，严禁浇注现场加水，加强混凝土施工中的温度观测。、混凝土振捣密
12、实，边浇注边覆盖，尽量减少新浇注混凝土的暴露时间，加强混凝土的早期养护，延长保湿养护的时间，避免剧烈干燥，能有效降低收缩应力。切忌为加速工期而急于出仓，切忌松模浇水，结构物表面应缓慢降温。、加强施工中的管理工作，人、材、机准备充分，机械设备要保持良好的工作状态。表面温度与环境温度之差不宜大于15，若混凝土的表面温度与环境温度之差大于15时，迅速对混凝土采取有效保温措施。同时采用帆布等棉织物外包裹塑料布等材料覆盖混凝土表面和混凝土表面涂凝土养护液继续进行养护，直至混凝土表面强度达到设计要求。覆盖物应完好无损。养护期间 ，其内表面应具有凝结水珠，表面用草袋、砂土等柔软物质进一步加以覆盖养护。通过采取上述措施后，混凝土再没有出现裂纹，这说明采用的方法是合理的，希望能给以后的工程提供一些有用的参考
