浅谈水泥混凝土路面裂缝的成因及其对策

浅谈水泥混凝土路面裂缝的成因及其对策摘要：根据目前水泥混凝土路面建设比较普遍的情况，针对施工中经常出现水泥混凝土路面裂缝进行分析，分别从水泥混凝土路面硬化前和硬化后两个阶段对混凝土裂缝产生的原因及预防措施进行论述。关键词：路面裂缝成因对策国内优质的沥青主要依靠进口，价格昂贵，而水泥资源相对丰富。由于水泥混凝土路面应用相对沥青路面而言造价低廉，使用年限比沥青路面长，使得水泥混凝土路面建设近几年得到迅速发展，但施工质量并不尽人意，容易出现裂缝，养护、修复起来困难极大。为了能更好的控制水泥混凝土路面的质量，下面针对水泥混凝土路面裂缝问题做一探讨。一、裂缝产生的原因及分析产生裂缝的原因很多，从时间上可以分硬化前和硬化后两个过程。1.1硬化前在混凝土道路硬化前，水泥混凝土还处于塑性状态，新浇混凝土由于组成材料的密度不同，较重的骨料颗粒下沉，迫使较轻的水分上移，内部自由水析出蒸发引起收缩裂缝，这一般发生在抹面前。但在干燥的基层上浇筑混凝土面层时，因基层的水分很快被其面层吸收，会引起大的收缩而产生宽而深的裂缝。1.2硬化后1.2.1干缩裂缝因水分蒸发速度大于泌水速度时，使干缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度，使混凝土产生裂缝。它的特征是表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹，缝宽和长度都很小。引起干缩裂缝的因素：（1）水泥中的硅酸二钙和铝酸三钙在干湿作用下，体积变化很大。水化时需要大量的水，养护过程中膨胀值大，干燥时收缩亦大。这两种物质含量大时干缩性亦大。（2）混凝土中的用水量对于干缩值有很大的影响，当用水量增加一定百分数时，干缩值成倍增加。（3）骨料的大小和级配也与干缩值的程度大小有密切关系。1.2.２由于温度应力而产生的裂缝这主要是因昼夜温差太大，而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。1.2.３基层原因而产生的反射裂缝目前，水泥混凝土路面基层采用的结构形式以水泥稳定碎（砂）石基层为主。如果基层的裂缝没有进行及时处理，就会反射到面层，使面层断裂。1.2.4由于材料不良引起的裂缝（1）水泥安定性不良引起的裂缝。（2）因拌和物温度过高，而出现“假凝”。（3）水及砂中有害尽可杂质对水泥混凝土有腐蚀作用。（4）砂、石材料中的活性材料与水泥中碱产生化学反应，使混凝土结构遭到破坏等。二、裂缝产生的原因的防治措施2.1硬化前为防止收缩裂缝的发生，可采取以下措施：（1）混凝土浇筑后，尚未出现析水前，防强风吹拂和烈日暴晒，可以分段用彩条或麻袋片覆盖在水泥混凝土路面上，起到防风吹和烈日的暴晒。（2）及时养护，防止混凝土表面水分蒸发而干燥。用彩条布或麻袋片覆盖以后，要根据温度、水泥混凝土路面的湿度变化，采取不定时的时间撒水，保证养护。在浇筑混凝土前，应将基层浇湿。水泥混凝土路面在施工前一般要在基层上均匀、透彻的撒上水，还要根据浇筑混凝土的速度，来确定每一时段撒水的长度，以保证施工质量。采用二次抹面，以减少表面收缩裂纹。二次抹面既可以保证减少收缩裂纹，又可以保证水泥混凝土外表的美观。二次抹面的时间要根据水泥混凝土的水分和当时的气温来决定的，一般是在浇筑完混凝土0.5—2小时进行二次抹面。避开高温气候施工。因在高温天气下，水泥水化作用加快，内部水化热不易散开，而产生温度裂缝，同时因水分蒸发加快，使混凝土迅速干燥而收缩，易产生收缩裂缝。2.2硬化后2.2.1干缩裂缝的预防措施①水泥中的硅酸二钙可产生很多肢体，它在干湿作用下，体积变化很大。水泥中的铝酸三钙水化时需要大量的水，养护过程中膨胀值大，干燥时收缩亦大。这两种物质含量大时干缩性亦大。所以前期的水泥混凝土的配合比与后期的养护关系很大，他影响着水泥里面的成分是否有足够的水分来达到要求的强度，同时配合比的水分也不能太大，那样运距一远就容易离析影响水泥混凝土的强度。水泥在进场时要严格检验，达不到检验，达不到高驻地要求的水泥不要进场。混凝土中的用水量对于干缩值有很大的影响，当用水量增加一定百分数时，干缩值成倍增加。在现场一般要配备称重设备，现在的水泥混凝土拌合机采用的是自吸式的，一般根据施工水泥混凝土的用量尽量一次将材料进齐，将每种材料自身的含水量测出，在根据每种材料的含水，现场调整配合比的水量，自吸式的要测出每秒流量，用来拌和。骨料的大小和级配也与干缩值有密切关系。级配良好时，空隙率小，砂浆含量减少，收缩值相对关减少。对使用偏细砂时，会使混凝土收缩值增大。含泥量大的情况与使用偏细砂类似。级配最好要采用连续级配，这样骨料的大小引起的裂缝相对就要减少一些了。2.2.2由于温度应力而产生的裂缝的预防措施这主要是因昼夜温差太大，而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。一般按长度方向30米范围内应设置涨缝，按面积每25—30平方米进行切缝分块，留置伸缩缝，以防裂缝发生。设置伸缩缝时要在伸缩缝中添加沥青麻絮，防止因伸缩缝较大，行车时引起伸缩缝的破坏。2.2.3基层原因而产生的反射裂缝防治措施水泥混凝土路面基层采用的结构形式以水泥稳定碎（砂）石基层为主。在基层上人为地设置一些伸缩为使上下层的缝对齐，会增加不少施工难度。在道路建设中经常采用这种办法减少基层反射裂缝的防治。2.2.4由于材料不良引起的裂缝的预防措施（1）水泥安定性不良引起的裂缝为防止水泥安定性不良引起的裂缝，应加强检验，并选用低、碱性水泥。最好是根据施工的用量分批进如水泥，每批水泥都要进行实验，检验是否符合施工条件。（2）因拌和物温度过高，而出现“假凝”这是因为拌合物温度过高，使水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳，使混凝土拌合物的和易性变差，且影响后期强度。另外，内部热量不易散发，使体积膨胀，也易引起混凝土裂开。因此，为防止混凝土发生假凝现象，要控制混凝土的混合物的温度。（3）水及砂中有害尽可杂质对水泥混凝土有腐蚀作用有害杂质与混凝土产生反应生成易溶于水的物质，使混凝土被腐蚀强度降低，在车辆荷载的不断作用下，遭到破坏。根据规定：对砂、石材料的试验检测每料场要做一次，拌合用水一般情况下采用自来水，水源要稳定，使用前必须经过检测合格。（4）砂、石材料中的活性材料与水泥中碱产生化学反应，使混凝土结构遭到破坏集料中的活性二氧化硅与水泥中碱性氧化物水解后生成的氢氧化钾会产生化学反应，并在集料表面表面生成一种碱一硅酸凝胶体，这种凝胶体吸水后体积产生膨胀，使混凝土结构破坏，出现较深的网裂。因此采用低碱水泥和非活性集料可以有效的控制这种裂缝的发生。三、其他保证水泥混凝土路面的质量的措施3.1严把材料质量关建立健全严格的原材料管理制度，对工程中的主要原材料一定要有出场合格证，并且要进行二次化验、配比试验等；不符合设计要求的原材料不准进行施工到现场。3.2路面底基层、基层强度要均匀，稳定性要好，底期层、基层一般采用水泥稳定粒料，最好采用预拌法拌料，能保证拌和均匀和配料准确。3.3严格控制混凝土浇筑质量，按照施工技术规范精心施工。振捣时要掌握好度，即要捣密实又要免过振，过振导致离析，使表面砂浆过厚，易产生收缩裂缝。并且禁止向混凝土中加水，如果加水会使混凝土中自由水份增加，随着水份蒸发，使混凝土内空隙增大而引起裂缝的发生。对于在工作间歇遇到少量多余的混凝土摊铺在基层上的做法，这是不允许的。会导致面层薄厚不一，受力不均匀而引起裂缝的发生。3.4养护不及时混凝土的结构和强度的形成及增长有一个过程，并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护，会影响混凝土水化作用的正常进行和水化物的生成，从而影响混凝土的强度和裂缝的发生，此外严禁水泥混凝土路面过早通车。四、工程实例柳巷选煤厂二期厂区道路水泥混凝土路面施工面积约为80000平方米，目前已施工完成约75000平方米，从前期混凝土路面有少量裂缝出现，经过现场管理人员的不断摸索，采取了以上措施，在后面的施工中裂缝明显减少，使得混凝土路面质量有所提高，得到了实效。总之，通过研究和工程实例表明水泥混凝土路面裂缝对承载力的影响不大，主要是影响混凝土路面的耐久性，因此较好的控制水泥混凝土路面的开裂，对提高结构耐久性具有重要意义。对一些重要的基础设施而言，目前一般要求的耐久性，通过以上措施和其他维护修复措施相结合，可保障混凝土结构的使用寿命满足要求。其次，水泥混凝土资源丰富，使用起来成本较低，根据市场需求来说有很大的使用前景，同时具有重大的经济效益和社会效益。