摘要:早期裂縫是水泥混凝土路面主要病害之一,嚴重影響水泥混凝土路面的使用壽命及效果。文章在分析早期裂縫成因的基礎(chǔ)上,有針對性地提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面 早期裂縫 原因 預(yù)防措施
水泥混凝土路面是一種剛性路面,因其具有剛度大、整體性好、承載力強、耐久性好、使用壽命長、養(yǎng)護費用低等優(yōu)點,近年來被廣泛應(yīng)用于各種等級公路。但是隨著交通量的日益增長,也出現(xiàn)了各種病害,其中早期裂縫是主要病害之一,直接影響路面外觀和質(zhì)量,因此進行水泥混凝土路面早期裂縫成因分析和防治措施探討,對提高水泥混凝土路面的使用壽命及效果是十分必要的。
一、水泥混凝土路面產(chǎn)生早期裂縫的主要原因
顧名思義,混凝土在澆筑后至未開放交通前這一時間段內(nèi)產(chǎn)生的裂縫稱為早期裂縫,早期裂縫的出現(xiàn)既有內(nèi)部的客觀因素,也有外部的主觀因素,歸納起來主要有以下幾方面。
(一) 早期裂縫形成的內(nèi)因
1、溫度裂縫。水泥混凝土因具有熱脹冷縮性質(zhì),加上水化作用,伴隨化學(xué)反應(yīng),因而產(chǎn)生膨脹,同時路面板白天表面溫度高,晚上底面溫度高,上下面溫差導(dǎo)致熱脹冷縮不一致,造成冷卻收縮,板面就會產(chǎn)生裂縫。
2、水泥的水化反應(yīng)。水泥通過水化作用形成強度,在硬化過程中釋放大量熱能,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生顯著的體積膨脹,產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力,當(dāng)外部混凝土所受拉應(yīng)力一旦超過混凝土當(dāng)時的極限抗拉強度時,板塊就會產(chǎn)生橫向或縱向裂縫。
3、堿骨料反應(yīng)。混凝土中的骨料約束水泥的膨脹和收縮,產(chǎn)生拉應(yīng)力,它們會使混凝土表面出現(xiàn)有序的網(wǎng)狀裂縫和內(nèi)部裂縫。
4、沉降裂縫。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在混凝土澆筑后,大多發(fā)生在單位用水量多,坍落度大的情況下。
5、干縮裂縫。水泥硬化過程中,水份散失的同時,水泥漿體收縮,當(dāng)收縮變形與混凝土本身的抗拉應(yīng)變和徐變應(yīng)變不相適應(yīng)時,就會產(chǎn)生干縮裂縫。產(chǎn)生干縮裂縫的主要原因有混凝土的單位用水量、骨料粒徑、細粒料含量等諸多因素,但主要是單位用水量、水灰比掌握不準,配料計量不當(dāng)所致。
(二)早期裂縫形成的外因
1、基層質(zhì)量的影響。水泥混凝土的基層質(zhì)量直接關(guān)系到它的使用壽命;炷涟鍓K的自由伸縮受側(cè)向和底面的約束,如果基層發(fā)生變異,塑性變形量過大,就會使底板出現(xiàn)脫空現(xiàn)象而導(dǎo)致水泥混凝土路面裂縫。
2、原材料問題。原材料質(zhì)量控制不好,骨料針片狀含量大,砂含泥量高,致使混凝土內(nèi)部有缺陷。
3、混凝土配合比不準或拌和時間不足。施工中如果不能嚴格控制配合比,特別是水灰比,也是釀成早期裂縫出現(xiàn)的重要外在因素之一。水灰比的大小直接影響混凝土的強度,也與干縮裂縫有關(guān)。集中表現(xiàn)在加水憑經(jīng)驗,水灰比時大時小,致使混凝土形成強度的差異,使早期裂縫機率增大。水多,混凝土的干縮性就大,骨料含泥量大,骨料表面形成泥漿薄膜的顆粒就多,骨料與水泥間的膠結(jié)力就會降低,混凝土內(nèi)部的薄弱部位就增多。配料不準或攪拌時間不足,生產(chǎn)出的混凝土強度變化就不均勻,強度弱區(qū)應(yīng)力就容易集中,促使混凝土產(chǎn)生早期裂縫。
4、運輸?shù)挠绊。運輸距離、時間過長使混凝土在運輸途中發(fā)生“離析”、造成施工和易性差,影響振搗效果,導(dǎo)致混凝土板塊發(fā)生早期裂縫的概率大大增加。
5、切縫問題。主要表現(xiàn)為施工中切縫時間難以控制,切縫不及時,溫度應(yīng)力大于相應(yīng)時間路面抗折強度,導(dǎo)致路面出現(xiàn)橫向裂縫。因此切縫時間控制不好或切縫深度不合適都會產(chǎn)生早期裂縫。
6、施工組織不正常。在混凝土澆筑過程中,因停電、機械故障和就餐停拌等因素,使已澆筑的混凝土的接觸面出現(xiàn)初凝,再澆筑時,先澆筑的混凝土與后澆筑的混凝土間就會出現(xiàn)人為的薄弱面,形成不規(guī)則的接縫。另外,不及時拆除邊模,使兩側(cè)模板約束板體的自由收縮,也可能產(chǎn)生早期裂縫。
7、混凝土養(yǎng)生問題。水泥混凝土的養(yǎng)生,是保證混凝土質(zhì)量的重要工序之一,養(yǎng)生的目的是防止水分快速蒸發(fā),使混凝土的硬化在最佳溫度與濕度下完成,使混凝土的強度得以順利增長。若養(yǎng)生不當(dāng),混凝土表面水分蒸發(fā)過快,混凝土就會產(chǎn)生干縮變形發(fā)生早期裂縫。
二、水泥混凝土路面早期裂縫的預(yù)防措施
針對水泥混凝土路面產(chǎn)生早期裂縫的原因,結(jié)合有關(guān)資料和施工經(jīng)驗,可以采取以下措施防治。
1、提高對基層的認識程度。提高設(shè)計標準,從設(shè)計上要求在路基有足夠長的沉降時間后才能進行路面施工,減少路基不均勻沉降造成的裂縫、斷板。在施工過程中,必須充分壓實,基層若發(fā)生裂縫,必須及時處理,可以采用諸如碾壓混凝土等新工藝增加路面基層強度,減少因路面基層因素造成的路面裂縫。
2、原材料控制。應(yīng)采用不低于425號硅酸鹽水泥或普通水泥。盡量使用同一廠家生產(chǎn)的同一品牌、同一標號的水泥,加大對水泥的實驗和檢測。采用合格砂石料和正確掌握配合比,采用的碎石應(yīng)質(zhì)地堅硬符合規(guī)定級配,各材料的施工配料要準確過磅,如發(fā)生含水率、水泥變換等改變,應(yīng)及時調(diào)整施工配合比。
3、高度重視配合比設(shè)計,選擇合適的配合比,嚴格控制水灰比。施工過程中除嚴格計量外,根據(jù)施工環(huán)境,合理選用配合比及控制水灰比,及時調(diào)整含水量,保持施工坍落度基本穩(wěn)定,防止溫度裂縫;炷谅访媸┕,水灰比應(yīng)小于0.5。施工時的用水量應(yīng)按砂石料情況、施工溫度等經(jīng)實驗確定,采取二次振搗及研究泌水量的適當(dāng)配比,以防止沉降裂縫。為改善和易性,可摻用適量外加劑,控制水灰比是保證混凝土強度的重要措施。施工中經(jīng)常要測定混凝土混合物的坍落度,控制水泥用量及提高混凝土的密實度,達到預(yù)防化學(xué)裂縫的目的。
4、及時切縫,保證質(zhì)量。及時切縫是防止是混凝土板早期出現(xiàn)嚴重通裂的主要措施,適當(dāng)?shù)那锌p時機是減少裂縫產(chǎn)生的重要手段,切縫的時間應(yīng)盡可能的早些,需要特別注意的是切縫的時間不是固定不變的,即使在同一個工地也是如此,它應(yīng)該隨著環(huán)境的變化而及時調(diào)整。原則上,只要混凝土強度能夠保證操作人員使用切縫機切縫時,切縫機不留下輪跡,且切縫處無啃邊現(xiàn)象,就應(yīng)該進行切縫工作。判斷切縫時間的簡便方法是用鐵釘或有尖角的金屬物在混凝土板上刻劃,手感難以刻出痕跡,就意味著可以進行切縫作業(yè),這一點施工現(xiàn)場負責(zé)切縫的人員應(yīng)特別注意。同時這里需要補充的是,切縫機械也需保證質(zhì)量,且要加強維修,保證正常工作。
5、養(yǎng)護方面。路面澆筑待終凝后要立即覆蓋,并確保灑水養(yǎng)護,以達混凝土自身養(yǎng)護,從而保證混凝土強度正常增長,防止因缺水干縮而產(chǎn)生裂縫。養(yǎng)護時間視具體情況而定,一般使用425號以上普通水泥保證混凝土面板成型后7 天內(nèi)保溫養(yǎng)生,21天內(nèi)灑水養(yǎng)生。養(yǎng)生期不足,禁止開放交通,要進行交通管制,混凝土達到設(shè)計強度后才能開放交通。
三、結(jié)束語
混凝土路面產(chǎn)生早期裂縫的原因還有很多,也很復(fù)雜,防止的方法也不止這幾點,而它對水泥混凝土的正常使用卻帶來很大的隱患。但我們相信,只要慎對謹待,嚴格工程施工質(zhì)量管理,采取必要措施,就能防止或減少路面裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。為從根本上解決水泥混凝土面板早期裂縫的問題,這就要求施工時必須嚴格按規(guī)范要求施工,施工中對每個環(huán)節(jié)要采取有效的控制手段和監(jiān)控措施,保證工程質(zhì)量。同時在水泥混凝土路面施工中要做到以防為主,防治結(jié)合,重點是預(yù)防。在取得良好的投資效益的同時,促進水泥混凝土路面的高質(zhì)量快速發(fā)展。
參考文獻
[1]《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF30-2003)。
[2]《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2002)。
[3] 黃曉明,張曉冰.《公路建設(shè)質(zhì)量通病分析與防治》.人民交通出版社,2002.8。
[4] 傅智. 水泥混凝土路面防止塑性收縮裂縫的研究[J]. 公路,1996,(11)。
[5] 吳英彪. 水泥混凝土路面開裂問題初探[J]. 公路,1991,(04)。
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