管片裂缝问题及对策.doc

管片裂缝问题及对策 郑义彬 何国金 沈雅国 杭州市政华浙地铁管片有限公司 [论文摘要] 针对目前管片普遍存在的混凝土裂缝问题，研究了管片裂缝的机理，采取了针对性的防控手段，防治管片混凝土的干缩裂缝、温差裂缝和塑性裂缝。 [关键词] 管片、裂缝、机理、对策 [正文] 概述 限制裂缝是保证砼制品质量的重要一环。地铁管片属钢筋砼预制产品，它将作为抗弯构件投入负载运行。众所周知，钢筋砼抗弯构件一般均带着裂缝工作，尤其像管片这样，配筋率较高，有能力阻挠裂缝的开展，更应允许裂缝的存在，以满足结构优化的要求，获取较好的技术经济效果。但是要注意，管片在正常负载运行中出现的裂缝，不得超过规定的宽度，以保证管片在设计规定的100年期限内，不因水分的侵入造成钢筋的锈蚀。根据地铁工程环境的评定，设计方规定裂缝宽度不得超过0.20mm。 以上说的是管片在负载运行中的情况，而本文要研究的裂缝，属于另一种情况，指的是管片在出厂时就已经存在的原生裂缝。这种裂缝日后投入运行，会不会进一步恶化而超规呢？一般的看法是，这要视原生裂缝所处的位置而异，在砼受拉区是恶化的，在受压区是改善的，在受力很小的部位是维持原状的。最不利的情况，就是原生裂缝挨近危险截面。管片出厂时的裂缝对未来投入运行的出裂状态有重大影响，对原生裂缝必须严格限制。 综合地铁公司技术规定、设计说明及国标GB/T22082-2008有关条款，我们可以将管片出厂时对原生裂缝的要求解读如下： 不得出现贯穿性裂缝。所谓贯穿性裂缝是指破坏了结构整体性的裂缝。（注1） 任何部位的裂缝宽度不得超过0.20mm；宽度在0.1~0.20mm的裂缝须修补； 内弧面不得出现裂纹。由于盾构机掘进安装时，相邻环的位置差转一个角度，因此，整环中的六种管片（封顶块，邻接块1、2，标准块1、2、3），每一种的内弧面都有可能受拉，因此要从严限制；同时，由于扇状配筋，内弧面配筋率最高，有足够条件扼制裂缝。 内弧面上的龟裂和砂浆层的干缩裂缝不在此列，详见第（五）点； 四个侧面的裂缝长度不得穿越止水槽，以防渗水； 允许存在龟裂和砂浆层的干缩裂缝，但为了提高浅表的质量和增进美观，应尽量减少。 我公司经过了一段时间的试验和试制之后，于08年6月正式投产，至08年12月累计生产管片2700多环，合格率100%；产品中很少发现裂缝，连浅表的水纹、色纹、龟裂和砂浆层的干缩裂缝都甚少发生；在随机抽样的抗弯力学性能试验中，全数达到设计要求的指标，并未发生有原生裂缝在试验荷载下拓展的情况。从这一阶段的生产来看，我们对裂缝的控制，符合了上述的5方面要求。 塑性裂缝 指的是砼塑性阶段产生的收缩裂缝。管片从浇捣到出厂的全过程中，始终受到裂缝的威胁，而最早期的一批裂缝，就是产生于这个塑性阶段中。砼入模浇捣结束后，先前因振捣断裂离析的胶凝物质分子又逐渐恢复交联，使砼内水分的迁移运动，逐渐困难，此时由于水泥水化和表面蒸发，造成表面失水，一时又得不到深层水分的迁移和补充，便可能出现表面干裂，由于砼尚有相当的塑性，缓解了干缩开裂的作用，导致裂缝短小，以龟裂的形式出现。如不及时洒水或喷雾补湿而进入蒸养，则形成永久裂缝，如继而浸水养护，则细缝中可渗出氢氧化钙，出水堆放养护后会逐渐碳化，一个月左右可见白色半透明碳酸钙填满裂缝，宽度约0.1mm左右。 再探究一下，有没有比上述更早期的裂缝？我们发现，更早期的应不是裂缝，而是水纹。它是发育不全的裂缝，是一种隐性裂缝或准裂缝。这种水纹的成因可分析如下：更早期的砼因为具有更好的塑性，对于有缺水开裂趋向的裂缝，能给予某钟程度的浆液补充。这种补充虽可以导致不开裂，但也补充得不充分，结果在成品表面留下了疏松的纹理。成品出厂时，如用水泼湿，则疏松纹理吸水较多，蒸养较慢，水纹立即显现。纹路形状斑驳，有些如古瓷器，有些如珊瑚，或环境中有污染因素，这些疏松纹理也会吸收杂质，染上颜色，呈褐色或兰、灰色，成为永不消失的色纹。 以上分析的由失水干缩产生的塑性收缩裂缝的种种形态，也完成可以由温差收缩的原因同样生产。砼塑性阶段的温差收缩由水化热的温度梯度引起，砼深部热量集中、温度高，而表面散热快、温度低，引起热膨胀的差异、表面发生了相对收缩。 塑性收缩裂缝，不论显性、隐性，宽度甚小，深度与50mm保护层相比，也微乎其微，不必过分苛求。但它们毕竟是一种缺陷，多少影响到砼表面的致密性和匀质性，并影响美观；当成因欠明时，令人疑虑；此裂缝兄弟厂一度较多，引起我们的警惕，经持续检视，我公司仅偶有发现。究其原因，可能得益于若干方面措施，兹总结分析如下： 对塑性砼表面喷雾补湿（夏季施工尤为重要）； 采用细度适当的水泥，不用细度极细的水泥；以减少早期水化热； 适当增大用水量，提高坍落度到50~65mm； 收水压光后尽快用塑膜盖覆严密，防止脱落及露角；以防砼表面过度蒸发和