王成和
（天元建设集团有限公司）
【摘 要】基于大量工程实践证明，预应力混凝土结构也存在耐久性问题，有时甚至比普通混凝土结构更为严重。那么，是何种因素造成的预应力混凝土结构耐久性问题？答案就是预应力混凝土结构的裂缝。因为预应力混凝土结构出现裂缝，加速了预应力钢筋锈蚀速度，最终导致预应力混凝土结构耐久性大大削弱。所以，深入的探究预应力混凝土裂缝问题，基于此探究切实有效的强化预应力混凝土结构耐久性措施是非常必要，如此才能真正意义上保证预应力混凝土结构坚固、稳定、安全。
【关键词】预应力混凝土；裂缝；结构；耐久性
在科学技术蓬勃发展的今天，受其影响的高强钢材、整体预应力结构及无黏结预应力技术有很大程度的发展，使其广泛的应用土木工程、水利工程、通信工程等工程项目中，大大提高了工程建设效果。但是，综合近些年一些工程预应力混凝土结构应用实际情况来看，确定预应力混凝土结构耐久性并不是很强。究其原因，主要是预应力混凝土结构出现裂缝问题，导致预应力混凝土钢筋锈蚀，大大降低了钢筋强度，相应的预应力混凝土结构的耐久性大大削弱[1]。所以，加强预应力混凝土结构裂缝问题控制、有效保护预应力混凝土结构的钢筋等，可以提高预应力混凝土结构的耐久性，为使工程可以长期坚固、稳定、安全的应用创造条件。
一、预应力混凝土结构的裂缝问题分析
工程项目施工中进行预应力混凝土结构搭建容易受到诸多因素的影响，如环境因素、人为因素、设备因素、技术因素等，致使预应力混凝土结构容易出现裂缝问题。具体表现为：
（一）横向裂缝
预应力混凝土结构出现横向裂缝，多半是在其工程运营期间，因为超载级其他原因的作用，使得预应力混凝土结构的承受的重力超过其承受范围，致使预应力混凝土结构出现横向裂缝。当然，预应力混凝土结构出现横向裂缝也有可能是因为徐变上拱发生一定的程度的变形，致使梁的上翼缘容易出现横向裂缝的情况。此种情况，多出现于活荷载密度较大的铁路桥梁当中。
（二）纵向裂缝
对于预应力混凝土结构来说，纵向裂缝是最严重的一种裂缝。造成预应力混凝土结构出现纵向裂缝的原因有多种，其中以下几种情况最为常见。
其一，预应力筋张拉力作为预应力简支梁预制过程中最为关键的一道工序，应当根据工程相关参数及规范要求，合理的设计预应力筋张拉力值。但是，在某些工程建设的中因为考虑不全面或其他因素影响，使得设计的预应力筋张拉力值过大或过小，如此可能造成梁体上翼缘混凝土竖向裂缝，下翼缘纵向裂缝；也可能造成梁的抗裂性能降低，使下翼缘开裂[2]。
其二，预应力混凝土结构施工中保护层设置过薄或掺入含氯盐的外加剂，致使下翼缘受到的纵向压力过大，如此也会造成下翼缘主筋方向产生纵向裂缝。
（三）腹板斜裂缝
大多数设计人员在工程施工方案设计的过程中都比较重视正截面强度，比较忽视斜截面强度。此种情况下，在设置支座附近量梁体下部的过程中，往往忽略弯矩产生的拉应力和剪应力形成的斜向主拉应力，致使其作用在预应力混凝土结构上，造成腹板斜裂缝。
二、裂缝对预应力混凝土中钢筋锈蚀速度的影响
传统的思想观念是预应力混凝土结构出现横向裂缝，将导致腐蚀介质直接渗入作用在钢筋上，知识钢筋锈蚀，导致预应力混凝土结构的构件强度降低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，在上世纪五十年代以后工程预应力混凝土结构的渗入分析及工程实例调查，确定多种形式的预应力混凝土结构裂缝均会造成预应力混凝土结构耐久性降低。
（一）基本理论
预应力混凝土结构横向裂缝，致使其钢筋锈蚀的理论阐述包括两方面，一种是阳极和阴极反应均出现在裂缝区域，阳极和阴极紧密结合，加之氧气从裂缝提供给阳极，如此可以加剧两者的作用效果，致使钢筋锈蚀。另一种认为裂缝处钢筋呈阳极，裂缝间的钢筋呈阴极，如此在氧气从裂缝进入后会使钢筋被锈蚀。相对来说，第二种理论阐述更为适合，即并不是裂缝作用致使预应力混凝土结构的构件被锈蚀，而是因为裂缝的开口使得氧气能够进入到混凝土结构内部，为钢筋锈蚀提供了条件，致使预应力混凝土结构钢筋出现裂缝[3]。
（二）影响分析
预应力混凝土结构裂缝后，无论是氯离子或碳化发作用，裂缝处的钢筋都处于活性态，呈阳性，而周围没有收到氯离子或碳化作用的钢筋依旧处于钝态，呈阴极，而小阳极—大阴极可以组成钝化电池，作用在钢筋上，会是钢筋锈蚀速度加快，长此以往，预应力混凝土结构的耐久性必然会受到影响，使得预应力混凝土结构坚固性、稳定性、安全性大大削弱。
三、提高预应力混凝土结构耐久性的有效措施
针对预应力混凝土裂缝，最终造成预应力混凝土结构耐久性降低的情况，笔者建议采取以下措施来提高预应力混凝土结构的耐久性。
（一）加强预应力混凝土结构的裂缝控制
为了避免因为预应力混凝土结构裂缝而造成其耐久性降低的情况发生，应当在进行预应力混凝土结构搭建的过程中注意加强裂缝控制。具体的做法是：
其一，改善混凝土材料的性能。在混凝土材料制备的过程中考虑混凝土温度裂缝或干收缩裂缝的可能性，科学、合理的水泥、骨料、砂砾等原材料，并且基于工程施工要求来进行原材料配比计算，进而混合搅拌原材料，制备质量高、性能佳的混凝土材料[4]。
其二，加强混凝土浇筑、振捣、养护控制。为了避免预应力混凝土结构施工中，尽可能的规避混凝土裂缝情况发生，一定要按照施工图纸及施工要求，规范、合理的进行混凝土浇筑、混凝土振捣、混凝土养护。
其三，加强预应力混凝土构件的底模支撑。因为做好底模支撑工作，可以减少基础的沉降量，规避预应力混凝土构件承载力过大。
（二）注意防止预应力筋应力腐蚀断裂
为了防止预应力筋腐蚀断裂，需要注意强化以下两方面。
其一，在选择预应力钢筋材料的过程中，重点了解预应力钢筋材料的质量、强度、性能等几个方面，进而选择最佳的预应力钢筋材料，并且尽量避免预应力钢筋材料含有金属材料，如此可以降低预应力钢筋被锈蚀的可能性[5]。
其二，设计金属设备结构时一定要尽量减少避免应力集中和寄存腐蚀介质。
结束语：
在当前一些水利工程、通讯工程当中预应力混凝土结构的耐久性不佳，致使工程的应用效果受到影响。究其原因，主要是预应力混凝土结构出现裂缝，致使结构钢筋被锈蚀，进而导致预应力混凝土结构的耐久性降低。对此，应当预应力混凝土结构施工中加强裂缝控制及预应力钢筋材料腐蚀断裂的防范，如此可以真正意义上提高预应力混凝土结构的耐久性。
参考文献：
[1]何华,吴海军,高宇等.国内外标准中基于耐久性的混凝土裂缝限值分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版）,2011,30(6):1282- 1286.
[2]盛静.浅析预应力混凝土结构裂缝产生的原因及防治措施[J].城市建设理论研究（电子版）,2013(2).
[3]袁伟.预应力混凝土裂缝的控制方法及其抗裂设计分析[J].建筑工程技术与设计,2015(25):744.
[4]李贵民,周军.因施工因素形成混凝土裂缝的原因及预防措施[J].山东建材,2011, 23(3):29-29.
[5]邵长军.预应力混凝土裂缝控制措施及抗裂设计[J].低温建筑技术,2010,32(10): 123-125.
论文作者:王成和
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年6月总第211期
论文发表时间:2016/8/12
标签：预应力论文; 裂缝论文; 混凝土结构论文; 钢筋论文; 耐久性论文; 混凝土论文; 锈蚀论文; 《工程建设标准化》2016年6月总第211期论文;