水泥砼病害分析.doc

浅谈水泥混凝土路面裂缝的原因与防治

[提要] 针对水泥凝土路面早期出裂缝问题，结合工程施工实践，分析裂缝产生的原因，并提出施工对策，供同仁参考.
[关键词] 裂缝、防治

1、概况
323国道116+912~134+000（江口至梅林段），九八年五月建成超二级水泥混凝土路面17.1公里，极大地改善了赣州至河东六县一市及福建、抚州方向的公路路况，对赣南的经济发展将显示越来越重要的作用，该面混凝土路面设计厚度为23cm，板块尺寸3×4米，四幅，路面宽12米，路基宽15米，该段路基改建于九七年四月一日开工，由于该路段是赣州市通往河东片的必经之咱，只能边施工边通车，九八年五月底全部竣工，在施工期间就出现了一定数量的横向裂缝，这些裂缝断板由各种原因所致，本人通过水泥混凝土路面施工实践，谈谈施工过程中水泥混凝土路面出现裂缝的原因及防治措施。
2、裂缝分析
2.1混凝土板收缩和翘曲的影响
混凝土板的收缩和翘曲，包括混凝土凝固里体积收缩、混凝土内失水造成的均匀收缩、混凝土板内上下部失水快慢不一呈含水量梯变造成的板面翘曲、混凝土板因温度降低而缩知短，混凝土板上下温差呈温度梯变产生的翘曲等等，这些变形组合起来，在混凝土板的自重、板与基层间的摩阻力、板与基层间的粘结作用以及板周边某些约束条件等的限制与阻碍下，使混凝土板内产生拉和弯拉应力。这种拉和弯拉应力在某一局部处达到和超出混凝土板已获得的极限抗拉强度时，裂缝随即发生。因此，造成混凝土板收缩和翘曲的因素，就是有可能导致混凝土路面板上裂缝发生的因素。然而，这种造成混凝土板收缩和翘曲的因素是可控的。选用干缩水保湿保温等等，都是控制混凝土板收缩和翘曲因素的必要和有效措施。没有足够重视和认真采取这些措施，对造成混凝土板收缩和翘曲的因素控制不力或失控，是水泥混凝土路面板上早期裂缝发生的主要原因之一。
2.2水泥的影响
道路中常用的是普通硅酸盐水泥，如果其硅酸二钙和铝酸三钙含量偏高，或含有过量的有害杂质（游离CaO、Mgo）等，使混凝土收缩过大或性能不稳，将导致混凝土路面的开裂。
水泥细度过细，而且用量过多，使混凝土收缩值增大，也易产生缩裂。
2.3集料的级配与质量
集料级配不好、空隙率大，或者碎石与砂料径太细、结构松散，使混凝土收缩增大，强度不足，而产生裂缝。
骨料含泥量大，在其表面形成包裹层，妨碍了集料与水泥石的依附，特别是粘性颗粒，遇水膨胀，失水收缩，易使混凝土由于性能不稳而开裂。
2.4水灰比
水灰比不匀，混合料稠度不一，使板收缩不匀，在水灰比差异较大处产生缩裂。
2.5切缝时间及深度
切缝过迟，混凝土硬化收缩已经完成，混凝土板块将出现严重开裂。切缝时间是混凝土路面施工的重要环节，其必须结合天气、气温、施工方法、护护工艺等综合考虑，高度重视。
2.6养生
混凝土浇筑后，由于其表层温度高、硬化快，下部反应速度慢、收缩慢，而形成上干下湿、收缩不匀的结构断面，易使混凝土表面出现不同程度的裂缝。严重时，可引起板块断裂。
必须加强早期养护工作，保持养生的足够水份。采用养护剂养生，其对混凝土表面的早期裂纹有较好的预防作用。
2.7施工工艺
采用不同的施工工艺，板块裂缝的成因也略有不同。
如：采用真空吸水工艺施工的混凝土，除了上述因素外，其脱水时间、所以砂率、及垫的搭接、材料的配比，残余水灰比等对板块的收缩也有较大的影响。
2.8路基软弱、基层强度不足、沉除不匀
多出现于地质不良路段（沼泽=沟塘）、涵洞 及其两侧、新旧路基结合处，新填基压实不够、其层强度不足、沉降不匀地段。因此，必须生视土基压实和软弱地基处理及基层施工量。
2.9混凝土强度不足
混凝土配比不当，或振捣不实，造成混凝土强度不足，在行车荷载作用下，抗折断、抗弯拉能力差，造成板块断裂。
2.10养生其间受重型车辆破坏或未到养生期而开放交通所造成。前7条属于非荷载型裂缝，后三条属荷载型裂缝。
3、采取的对策
从上述分析可知，为防止水泥混凝土路面板上早期裂缝产 ，创建优良工程，就严格执行《施工规范》，着重做到下列各点。
3.1适当选用水泥
用于混凝土板的水泥，应采用标号不低于425号的硅酸盐水泥或普通水泥。施工中尽量只用同一厂家生产的同一品种、同一标号的水泥。严格控制用水量，采取真空吸水，适当延长搅拌时间，加强养护工作。无出厂质保书的水泥不用或经试验鉴定后使用，出厂期超过三个月或受潮的水泥，由试验结果决定正常使用。体积安定性不良水泥、325号以下低标号水泥及已经结块变质的水泥不用。水泥和施工工艺的选用必须着眼于保证混凝土的早期强度和减少收缩。
3.2严格控制水灰和用水量
混凝土路面板施工，水灰比限用至0.5以内,混凝土的单位用水量,按用料情况、施工温度等经试验确定，施工中经常测定混凝土拌和物的坍落度，该值以1—2.5cm为宜。拌和用水准确秤量，施工中不任意增减。浇捣过程中不往混凝土拌和物内加水。控制水灰比是保证混凝土强度，密实度及控制混凝土干缩率的重要措施。
3.3采用合格砂石料、准确掌屋配合比
采用的碎石应质地坚硬，符合规定级配，最大粒径不超过40mm。混凝土的理论配合比针对所用水泥，砂、厂料按《规范》经试验试定。施工配合比再按实测砂石含水率经换算决定。土地配备测试手段经常测试含水率等。砂石料含水率发生变化，立即调整施工配合比。混凝土施工配料准确过磅，误差不超过规定的允许值。合格的用料和合适的配合比是使浇筑成的混凝土达到设计抗折强度和控制混凝土收缩率的必要保证，对防止混凝土板裂缝的发生有重要作用。
3.4认真采取真空吸水
采取真空吸水工艺是提高混凝土在未凝结硬化前的表层结构强度，提高混凝土强度特别是早期抗折强度、使整平、抹面、压纹、拆模工序的间隔时间缩短，切缝时间得以提前，又因混凝土的灰比降低，硬化过程中由水份变化引起的体积变形减少，使收缩率降低，这一切都为防止混凝土路面板施工早期断板和表面缩裂提供了有利条件。
3.5及时切颖、保证质量
掌握好机械时机，合适的切割机时机是解决断板问题的关键环节。在混凝土达到设计强度的25—30%时进行机械切缝。具体时间按所用水泥、施工方法，养护温度等由工地试验确定，采取真空吸水工艺施工的混凝土路面，一般气温27—30℃时，混凝土浇筑后8—10h进行切缝；当气温在20—27℃时，混凝土的浇筑后10—20h进行切缝，通常不能超过24h再切缝。切缝深度应达板厚的三分之一，使切缝有足够深度并切到头，以保证裂缝准确地发生在切割处。当浇筑较快、已浇成并达可切缝地段较长或切缝机械能力受限时，可先间隔一两道缝位切割一道，以减少混凝土板内产生的拉和变拉应力，并随即把所余的缝补切完毕。配有备用切缝机械，作好检相修保养，确保机械正常运转，是及时切缝的必要保证。
3.6加强养护确保质量
在混凝土后即用养护剂或草袋等全面均匀复盖并充分洒水保湿养护有重要作用。防止了在混凝土面上直接的风吹日晒，既有较好保湿作用；又有一定的保温作用，保证水化作用的正常进行、混凝土强度的正常增长，是防止因混凝土表面失水过快而产生干裂缝，对控制由含水量及温度变化引起的收缩与翘曲而造成混凝土路面板早期裂缝发生的必要措施。养护时间由混凝土强度增长情况而定，用525号普通水泥拌制时，一般应不短于14天；采取真空吸水工艺施工时，至少应在7天以上。当浇筑时遇气温高、风速大、表面水分蒸发过快等情况，应在做面完毕的混凝土板上用喷雾法及时补充水分，防止表面干缩裂缝的发生。
3.7提供良好的基层和路条件
按《规范》施工，满足对下承层和基层的质量要求，是防止混凝土路面断板的必要保证之一。
3.8按《规范》规定开放交通
不过早开放交通是防止混凝土路面早期断板的必要措施。
4、结论
早期裂缝是水泥混凝土路面的主要病害，它由于施工造成。只要我们严格执行《规范》，施工中切实抓好水泥、水灰比、骨料和配合比、施工工艺、切缝、养护、基层、开放交通等各个关键节，水泥混凝土路面早期裂缝的发生是完全可以防止的。