淺析水泥混凝土路面裂縫形成的原因及防治

 淺析水泥混凝土路面裂縫形成的原因及防治

　　摘要：本文根據(jù)作者工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，分析了水泥混凝土道路裂縫產(chǎn)生的原因，提出了水泥混凝土道路裂縫的預(yù)防及治理措施，從而說(shuō)明了避免混凝土道路裂縫是可以實(shí)現(xiàn)的。

　　關(guān)鍵詞：水泥混凝土道路，裂縫，原因，防治　

　　近些年來(lái)，水泥砼道路修建數(shù)量逐年增多。水泥砼路面的突出優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度高，使用周期長(zhǎng)，正常維護(hù)費(fèi)用低。其突出缺點(diǎn)是：一次性投資大，損壞難以修復(fù)。水泥混凝土路面經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，不光影響外觀，甚至影響使用性能，不得不返工，造成不必要的材料浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。因此，本文試圖就混凝土路面常見(jiàn)的幾種裂縫進(jìn)行分析、找出原因、設(shè)法防治。　　

　　1、 水泥混凝土路面的組成

　　水泥混凝土路面是一種非均質(zhì)脆性材料，它是由水泥、砂、石和水、存留在其中的部分氣體以及為改善混凝土的某些性能而需加入的外加劑和摻合料所共同組成。在一定的溫度和濕度情況下，混凝土硬度上升體積變形。由于組成混凝土路面材料的物理化學(xué)性質(zhì)不同，互相約束產(chǎn)生應(yīng)力，從而造成水泥、粗骨料、細(xì)骨料之間的微細(xì)裂縫，其在外界條件下發(fā)展成為裂縫。

　　2、 水泥混凝土路面裂縫的種類

　　從裂縫外觀分為：微觀裂縫和宏觀裂縫，其中宏觀裂縫又可分：沉降裂縫、超載裂縫、收縮裂縫、龜裂裂縫、疏松裂縫；按混凝土路面在厚度方向發(fā)生的程度分為:表層裂縫和貫穿裂縫;按裂縫發(fā)生的方向分為:橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫和交叉裂縫;按裂縫發(fā)生時(shí)間分為:早期裂縫和使用期裂縫;按裂縫損壞程度分:輕微裂縫、中等裂縫、嚴(yán)重裂縫。

　　3、 水泥混凝土道路裂縫產(chǎn)生的原因

　　3.1混凝土自身原因

　　混凝土本身具有干縮和熱脹冷縮的性質(zhì)，這些性質(zhì)均可引起裂縫�；炷�土干縮指混凝土凝結(jié)以后出現(xiàn)體積減縮的現(xiàn)象，這種收縮時(shí)長(zhǎng)期持久的，這主要是由于置于未飽和空氣中的混凝土因水分的散失引起的，而混凝土干燥時(shí)的體積變化并不等于散失的水的體積。混凝土在干燥的空氣中硬化，由于水分的逐漸蒸發(fā)，體積逐漸干縮，而這種干縮往往是表面較大，內(nèi)部較小，所以常在表面產(chǎn)生許多細(xì)微的裂縫�；炷�土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，混凝土硬化初期，水泥水化放出較多的熱量，而混凝土散熱緩慢，混凝土內(nèi)部的溫度較外部高，有時(shí)溫差可達(dá)50～70℃，這將使內(nèi)部混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹，而外部混凝土膨脹隨氣溫降低冷卻收縮。此時(shí)，內(nèi)部混凝土膨脹與外部收縮相互制約，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)外部混凝土所受的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，將產(chǎn)生裂縫。

　　3.2混凝土質(zhì)量引起的裂縫

　　混凝土主要由水泥、粗細(xì)骨料、水、外加劑反應(yīng)生成。其中的材料質(zhì)量不合格，配合比不合理，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

　　3.2.1水泥質(zhì)量不合格

　　水泥品種不同，初凝時(shí)間及收縮量不一樣，會(huì)形成裂縫。水泥中游離鈣的含量超標(biāo)，混凝土在凝結(jié)后仍然起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強(qiáng)度下降。水泥受潮或過(guò)期，可使混凝土強(qiáng)度不足，從而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

　　3.2.2砂、石骨料不合格

　　砂石中有機(jī)物和含泥量高，會(huì)削弱水泥與骨料的粘結(jié)力和延緩水泥硬化速度，這些都會(huì)造成混凝土的抗拉強(qiáng)度低，從而產(chǎn)生裂縫。此外，砂石粒徑小或本身強(qiáng)度不夠，也會(huì)使混凝土收縮性加大，產(chǎn)生裂縫。

　　3.2.3混凝土配合比不合理

　　施工時(shí)未嚴(yán)格按照混凝土配合比施工，砂石中的含水量測(cè)算不準(zhǔn)確，造成混凝土強(qiáng)度不足以及混凝土的和易性、密實(shí)度下降，從而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

　　3.3混凝土施工工藝引起的裂縫

　　施工工藝不當(dāng)，也會(huì)引起裂縫的產(chǎn)生。此類裂縫比較常見(jiàn)的原因有以下幾種。

　　3.3.1混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)

　　時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使水分大量蒸發(fā)，骨料分層、離析，引起混凝土塌落度下降，使混凝土在體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

　　3.3.2混凝土振搗不規(guī)范

　　混凝土振搗時(shí)間太短，混凝土不密實(shí)，會(huì)出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞現(xiàn)象，部分裂縫就是從這些地方開(kāi)始開(kāi)裂的�；炷�土振搗時(shí)間太長(zhǎng)，容易造成分層、離析，粗骨料沉入底層，細(xì)骨料留在上層，強(qiáng)度不均勻，上層易發(fā)生收縮裂縫。

　　3.3.3混凝土路面養(yǎng)護(hù)不規(guī)范

　　混凝土的養(yǎng)護(hù)對(duì)其早期強(qiáng)度的增長(zhǎng)和防止收縮裂縫的產(chǎn)生極為重要，如果混凝土養(yǎng)護(hù)初期急劇干燥，容易使得混凝土與大氣接觸的表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫，在表面收漿后盡快予以覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)。而養(yǎng)護(hù)時(shí)間不充分，也會(huì)使混凝土內(nèi)部缺水，既影響混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，又增加收縮裂縫產(chǎn)生的可能性。

　　3.3.4切割時(shí)間太晚或深度太淺

　　當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25%~30%時(shí)（24小時(shí)之內(nèi)），用切割機(jī)進(jìn)行收縮縫的切割。太早切縫會(huì)使粗骨料從砂漿中脫離。如果切縫太晚，混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土容許值，混凝土板就會(huì)開(kāi)裂。氣溫高，溫差大，都應(yīng)使切割時(shí)間提早，一般應(yīng)遵循“能切就切，寧早勿晚”的原則。如果切縫太淺，拉應(yīng)力不一定集中在切縫處，混凝土截面的強(qiáng)度削弱得不夠，會(huì)在別處拉斷板塊，產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。

　　4、 水泥混凝土道路裂縫的防治

　　4.1嚴(yán)格選擇混凝土組成材料

　　混凝土路面材料的品種、規(guī)格、質(zhì)量、用量等都對(duì)早期裂縫有直接影響，因此正確選配混凝土組成材料防止產(chǎn)生裂縫十分重要。合理選用水化熱低、干縮性小的水泥，可防止早期裂縫。嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室配合比通知單所確定的配合比施工，嚴(yán)格控制水灰比。盡可能采用碎石和粗砂及自來(lái)水，使用雜質(zhì)含量低的骨料。

　　4.2注意控制施工溫度

　　澆筑混凝土的溫度一般應(yīng)低于30℃為宜，夏季施工時(shí)不超過(guò)35℃，并采用人工降溫措施，一般選在早晚施工效果較好，注意保持基層頂面在澆筑前充分濕潤(rùn)。在施工中要經(jīng)常注意天氣變化情況，如遇溫度急驟變化和大風(fēng)突然來(lái)臨應(yīng)提前養(yǎng)生，高溫天氣抹面后應(yīng)早覆蓋，避免日照，保持表面濕度，減少表面蒸發(fā)。

　　4.3嚴(yán)格控制縮縫間距

　　采用合適的縮縫構(gòu)造，長(zhǎng)度以4～5m為宜，其縮縫一般采用鋸切槽口的假縫形式，槽口寬度3～5mm，槽口深度1/4～1/5板厚。　

　　4.4采用合理的施工方法

　　振搗是使混凝土密實(shí)的重要手段，必須均勻有序的進(jìn)行，不能雜亂無(wú)章地隨意振搗，造成造成混凝土強(qiáng)度不均勻。一般情況下，混凝土的振搗應(yīng)先從靠邊角的地方用振搗棒有順序的插搗，靠近模板，尤其要注意充分插搗密實(shí)，然后再用平板振搗器全面振搗�；炷�土在澆筑過(guò)程中，用人工攤鋪時(shí)，要特別注意不要拋擲或耙耬，應(yīng)該用鍬反扣，從而防止混凝土拌合物的離析。同時(shí)還應(yīng)注意要均勻攤鋪，不要使工作面參差不齊，影響振搗。

　　4.5加強(qiáng)混凝土路面的養(yǎng)護(hù)

　　水泥混凝土路面宜采用噴灑養(yǎng)護(hù)，同時(shí)保濕覆蓋的方式養(yǎng)生�？刹捎酶采w保濕膜、麻袋、草袋、草簾等灑水濕養(yǎng)生方式，不宜使用圍水養(yǎng)生方式。養(yǎng)生時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土不宜小于設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度的80%，應(yīng)特別注重前7d的保濕養(yǎng)生，一般養(yǎng)生天數(shù)宜為14~21d，高溫天不宜少于14d，低溫天不宜少于21d�；炷�土板養(yǎng)生初期，嚴(yán)禁人、車輛通行，在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度40%后，行人方可通行。路面達(dá)到設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度后，方可開(kāi)放交通。

　　5、 結(jié)語(yǔ)

　　總之,混凝土路面因其突出的優(yōu)點(diǎn),被越來(lái)越多用于公路及城市道路,裂縫問(wèn)題解決不好,必然影響其發(fā)展和使用。因此,對(duì)混凝土路面裂縫原因及其防止應(yīng)當(dāng)引起我們的重視�！�

　　參考文獻(xiàn)　　

　　[1]公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[s].JTGD30-2003.

　　[2]王珂，吳克勛，何德華《水泥混凝土路面裂縫及其防治措施》[J].河南建材,2009,(02)

　　[3]鄭高山，林金建《水泥混凝土路面裂縫的控制》[J].廣東科技,2009,(08).