關(guān)于水泥混凝土路面早期裂縫的探討

高成海,張 存

(1.衡水市水務(wù)局 建筑工程處,河北 衡水 053000;2.河北天昕建設(shè)集團(tuán)有限公司,河北 滄州 061000)

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加劑材料混合而成的非均質(zhì)的多項(xiàng)復(fù)合性材料。隨著我國(guó)交通事業(yè)的快速發(fā)展,水泥混凝土路面以強(qiáng)度高、承載能力大、耐磨性好、水穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)、日常維護(hù)費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn),得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。但由于混凝土施工、本身變形及約束等一系列問(wèn)題,使水泥混凝土路面在施工后易出現(xiàn)裂縫,斷板和錯(cuò)臺(tái)等病害。新建水泥混凝土路面早期裂縫斷板是路面的主要病害之一,它直接影響著路面的使用壽命、外觀及行車的安全性、舒適性,并在一定程度上制約著水泥混凝土路面的發(fā)展,因此,在施工期間消除和減少水泥混凝土路面早期裂縫斷板的現(xiàn)象尤為重要。

1 水泥混凝土路面早期裂縫的類型

根據(jù)水泥混凝土早期裂縫成因可分為膨脹裂縫、凍融裂縫、水化反應(yīng)和堿骨料反應(yīng)裂縫、沉降裂縫、干縮裂縫等。

2 水泥混凝土路面早期裂縫成因

2.1 原材料的質(zhì)量問(wèn)題

1)水泥品種的選擇直接影響工程質(zhì)量。水泥強(qiáng)度低、抗凍性差、抗干縮能力差、安定性差、游離CaO超標(biāo)等直接造成混凝土路面早期裂縫斷板。

2)粗集料級(jí)配不合理,影響工程質(zhì)量。粗集料最大粒徑控制不嚴(yán),大粒徑集料的混凝土彎拉強(qiáng)度相對(duì)偏小。粗集料的強(qiáng)度、堅(jiān)固性不符合設(shè)計(jì)要求,針片狀含量偏大,軟弱顆粒含量偏高,從而影響混凝土強(qiáng)度。

3)細(xì)集料級(jí)配不符合要求,細(xì)集料含泥量超標(biāo)降低了混合料的粘結(jié)度,降低了混凝土的質(zhì)量,引起裂縫斷板。

2.2 混凝土本身品質(zhì)的問(wèn)題

水灰比偏大或偏小。水灰比偏大,使混凝土內(nèi)部密實(shí)度降低,強(qiáng)度也隨之降低。同時(shí),水灰比偏大,混凝土干縮徐變?cè)龃?易造成干縮裂縫。水灰比偏小,和易性差,影響施工操作,也難以振搗密實(shí),使混凝土強(qiáng)度降低。

2.3 施工的原因

1)基層施工的質(zhì)量問(wèn)題引起的裂縫斷板?；鶎訕?biāo)高控制不好,頂面高程高于設(shè)計(jì)高程,高程偏差超出了規(guī)范要求,導(dǎo)致面層厚度不足,或表面平整度差,致混凝土板厚度不均,增大了面層與基層間的摩阻力,當(dāng)摩阻力大于混凝土板抗拉應(yīng)力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫斷板。另外,基層裂縫沒(méi)有處理修復(fù),也使面層產(chǎn)生反射裂縫。

2)混凝土施工時(shí),基層干燥,混凝土中的水分很快被基層吸收,會(huì)引起大的收縮而產(chǎn)生寬而深的裂縫。

3)施工時(shí),混凝土欠振、漏振,使板體強(qiáng)度不均,或過(guò)振導(dǎo)致離析,使表面砂漿過(guò)厚而產(chǎn)生收縮裂縫。

4)天氣因素。高溫天氣施工,水泥水化作用加快,內(nèi)部水化熱不及時(shí)散開(kāi)而產(chǎn)生溫度裂縫,同時(shí),因水分蒸發(fā)加快,而使混凝土迅速干燥而收縮,易產(chǎn)生裂縫。大風(fēng)天氣施工,由于水分蒸發(fā)快,混凝土表面產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

5)切縫不及時(shí)引起裂縫斷板。切縫時(shí)間沒(méi)有準(zhǔn)確控制,或作業(yè)面廣,切縫不及時(shí),在水泥混凝土板薄弱位置收縮開(kāi)裂,出現(xiàn)不規(guī)則斷裂。

6)養(yǎng)生不及時(shí)、不充分造成混凝土板內(nèi)水分大量丟失,產(chǎn)生干縮裂縫,或過(guò)早開(kāi)放交通,強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致混凝土面板開(kāi)裂破壞。

7)計(jì)量不準(zhǔn)確。施工中配料計(jì)量不準(zhǔn)確將影響砂石料的級(jí)配,沒(méi)有良好的級(jí)配,混凝土的密實(shí)度就難以保證?；炷林兴鄤┝坎蛔慊蛘咚鄤┝刻?拌合不均勻等都會(huì)直接導(dǎo)致混凝土板體內(nèi)部強(qiáng)度不一致,使混凝土存在薄弱面,這些薄弱面處就是產(chǎn)生裂縫直至斷板的根源。

3 預(yù)防措施

要減少或杜絕水泥混凝土路面產(chǎn)生危害,必須堅(jiān)持預(yù)防為主的原則。在混凝土路面整個(gè)施工過(guò)程當(dāng)中,必須堅(jiān)持按操作規(guī)程精心施工,施工人員定崗定責(zé)、堅(jiān)持技術(shù)交底制度,嚴(yán)格過(guò)程控制,切實(shí)落實(shí)“三檢制”。

3.1 嚴(yán)格混凝土配合比設(shè)計(jì)

混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí),在保證混凝土具有良好工作性的情況下,應(yīng)盡可能的降低混凝土的單位用水量,采用“三低(低砂率、低塌落度、低水膠比)二摻(摻高減水劑和高性能引氣劑)一高(高粉煤灰摻量)”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,生產(chǎn)出“高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高抗拉值”的抗裂混凝土。

3.2 使用合格原材料

1)在有些水泥混凝土路面的施工中,使用了含泥量較大的中細(xì)砂或水泥混凝土的含砂率高,應(yīng)使用細(xì)度模數(shù)在 2.3～3.7之間的中粗砂,且含砂率應(yīng)控制在 30%以內(nèi)。

石料的品質(zhì)好壞直接影響水泥混凝土的強(qiáng)度,而有些水泥混凝土路面正是因?yàn)槭褂昧藳](méi)有經(jīng)過(guò)篩選進(jìn)行合理級(jí)配的、含泥量大且攪拌前沒(méi)有沖洗或沖洗不徹底的石料,造成了水泥混凝土強(qiáng)度的“先天不足”,使水泥混凝土達(dá)不到規(guī)定的抗彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。

水泥的品質(zhì)對(duì)于水泥混凝土強(qiáng)度的高低是起決定性作用的,而水泥的安定性是水泥品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中最為重要的指標(biāo),它直接反映水泥質(zhì)量的好壞,安定性不合格的水泥在水泥混凝土路面的施工中時(shí)堅(jiān)決不能使用的。在水泥混凝土路面施工中如果使用了抗彎拉強(qiáng)度低、抗磨耗性能差、游離子氯化鈣成份高、安定性差的水泥,就會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土路面面板發(fā)生斷裂、脫皮或體積膨脹,而造成結(jié)構(gòu)破壞。

2)要選擇級(jí)配合理的集料,集料含泥量超標(biāo)應(yīng)更換料源,選擇含泥量較小的材料,或?qū)⑵湔J(rèn)真沖至達(dá)到要求方可使用,對(duì)雜質(zhì)含量超標(biāo)的集料應(yīng)嚴(yán)格禁止使用。

3.3 控制好混凝土的質(zhì)量

在滿足施工和易性保證混凝土密實(shí)平整的前提下,盡量減小水灰比,采用較低的單位用水量。這樣會(huì)提高混凝土板的強(qiáng)度,尤其是早期強(qiáng)度,降低收縮裂縫。在高等級(jí)公路上宜在混凝土中加入引氣減水劑,減少混凝土單位用水量,在無(wú)摻外加劑條件的低等級(jí)公路上采用真空吸水工藝,降低水灰比,精確地按配合比數(shù)量配料,攪拌設(shè)備要用強(qiáng)制式、電子計(jì)量、自動(dòng)化程度高的拌和樓,以確?；炷涟韬系木鶆蛐院陀?jì)量的準(zhǔn)確性。攪拌前的砂石料必須過(guò)篩和清洗,塌落度抽檢工作要加強(qiáng),不能流于形式。根據(jù)天氣的變化,調(diào)整施工配合比。

3.4 控制施工質(zhì)量

1)嚴(yán)格控制基層項(xiàng)面標(biāo)高,確?；炷涟宓暮穸?按水泥混凝土面層平整度要求控制基層平整度,保證混凝土板厚度均勻一致。高等級(jí)公路上基層表面做瀝青封層或乳化瀝青稀漿封層,封層可防止早期裂縫斷板的產(chǎn)生。較高級(jí)公路上采取基層加鋪塑料薄膜等方法,減小水泥混凝土面層與基層間的摩阻力。當(dāng)基層產(chǎn)生縱橫向斷裂隆起或碾壞時(shí),為防止產(chǎn)生反射裂縫,應(yīng)采取有效措施進(jìn)行徹底修復(fù)。

所有擠碎、隆起、空鼓的基層應(yīng)消除,并使用相同的基層料重鋪,同時(shí)設(shè)脹縫板橫向隔開(kāi),脹縫板應(yīng)與路面脹縫或縮縫上下對(duì)齊。

2)水泥混凝土鋪筑前應(yīng)對(duì)基層均勻?yàn)⑺?將基層和模板濕透,避免吸收混凝土中的水分。

3)攤鋪過(guò)程中也要有專人監(jiān)督控制,嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工。嚴(yán)格禁止操作人員向混凝土拌和物內(nèi)隨意加水,振搗要選派責(zé)任心強(qiáng)的人員進(jìn)行操作,振搗均勻密實(shí),防止局部漏震和振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。抹平要細(xì)心,隨時(shí)用直尺進(jìn)行縱向和橫向檢測(cè),反復(fù)靜抹找補(bǔ)使之達(dá)到平整度要求。隨后的壓紋也要精心操作,做到既粗糙又平整,紋理一致、光潔平順。

4)避免高溫天氣施工,大風(fēng)天氣應(yīng)采取有效的防護(hù)措施,晝夜溫差相關(guān)太大時(shí),應(yīng)采取保溫養(yǎng)生措施。

5)掌握好切縫時(shí)間、切縫深度和寬度。切縫過(guò)早板面會(huì)產(chǎn)生毛茬,過(guò)晚會(huì)因水泥混凝土的收縮造成板塊裂縫。據(jù)筆者的施工經(jīng)驗(yàn),切縫時(shí)間可控制在20～30 h,日平均氣溫在20℃以上時(shí)取其下限,反之取上限,但氣候條件是多種因素造成的,故應(yīng)因時(shí)因地靈活掌握,不斷積累經(jīng)驗(yàn)。而切縫深度和寬度是保證縮縫使用功能的重要條件,《規(guī)范》規(guī)定切縫深度為板厚的 1/4～1/3,實(shí)踐證明采用板厚的 1/3、寬度 4 mm左右較為理想。

6)混凝土面板成型后及時(shí)養(yǎng)生,7天內(nèi)保溫養(yǎng)生,21天灑水養(yǎng)生,養(yǎng)生期不足,禁止開(kāi)放交通?；炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能開(kāi)放交通。

新澆筑混凝土的養(yǎng)護(hù)不僅對(duì)防止早期表面裂縫顯得重要,它對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的發(fā)展,混凝土的進(jìn)一步成熟和耐久性等也同樣重。在很多工程的施工和管理中對(duì)養(yǎng)護(hù)的重要性沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)到。

4 結(jié)束語(yǔ)

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(diǎn)是預(yù)防。施工中對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)要采取有效的控制手段和監(jiān)控措施,從根本上解決水泥混凝土路面斷板裂縫的問(wèn)題,施工時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范要求施工,保證工程質(zhì)量。在取得良好的投資效益的同時(shí),促進(jìn)水泥混凝土路面的高質(zhì)量快速發(fā)展。

[1]顧學(xué)軍.淺析混凝土路面裂縫成因及防治措施 [J].建筑安全2009(5).

[2]張銳.混凝土路面裂縫原因及防控措施 [J].銅業(yè)工程2004(2).

[3]沈宏立,劉宏傳.淺談城市道路工程施工質(zhì)量管理[J].河北工程技術(shù)高等專科學(xué)報(bào) 2009(2).