公路混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及防治

王海

摘要：混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，作為公路的主要結(jié)構(gòu)用材，由于荷載、溫度問題等因素，容易產(chǎn)生開裂，從而降低混凝土的剛度，引起內(nèi)部鋼筋腐蝕，使建筑物達(dá)不到設(shè)計的要求，本文分析了水泥混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和防治。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；原因；防治

引言

混凝土因其取材廣泛，價格低廉，抗壓強度高，并且耐火性好，不易風(fēng)化，養(yǎng)護(hù)成本低等特點，成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料之一[1]。裂縫是水泥混凝土路面施工中常見的一種質(zhì)量通病，它不僅影響混凝土路面外觀質(zhì)量，更重要的是縮短了水泥混凝土路面使用壽命，增加維修和養(yǎng)護(hù)的難度和費用。因此，研究分析水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因，并采取有效的防治措施，具有十分重要的意義。

1 公路混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因

1.1溫度引起裂縫

裂縫產(chǎn)生的原因是因為混凝土所使用的原材料受到外界的影響而產(chǎn)生的[2]?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，內(nèi)部溫度升高產(chǎn)生膨脹，而外部則因熱量散失而收縮，在混凝土表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。

1.2溫度變化引起收縮

裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土澆筑后，早期強度表面沒有被及時覆蓋，混凝土表面水分蒸發(fā)過快所造成的。裂縫多在混凝土表面出現(xiàn)，多半呈現(xiàn)出龜裂形狀。塑性收縮是指在塑性階段的混凝土因表面失水而產(chǎn)生的收縮。

1.4路面厚度不合理

路面厚度的確定主要以設(shè)計年限內(nèi)的累計當(dāng)量軸次為依據(jù),但在設(shè)計中,有部分忽視了實際情況的考慮。從眾多道路中,不難看出,無論采用的是否是標(biāo)準(zhǔn)軸載,路面實際承受的當(dāng)量軸次都高于設(shè)計年限內(nèi)的當(dāng)量軸次,由此容易產(chǎn)生裂縫。

1.5施工裂縫

在混凝土早期裂縫中，可以說沒有一種裂縫不與施工因素有關(guān)。施工裂縫主要是指由施工因素產(chǎn)生的裂縫。追蹤其成因主要有兩方面：

(1)震搗不夠，拆摸過早，因而引起混凝土表面和邊部開裂。

(2)在不中斷交通的情況下，分邊施工，先期施工的混凝土板塊通車后，影響新澆筑的板塊，產(chǎn)生震動裂縫。

1.6干縮裂縫

水泥混凝土澆注后，在硬化的過程中，由于水泥水化生成物的體積比原來物質(zhì)的體積小，加上游離水在空氣中蒸發(fā)及凝膠體失水而緊縮，隨著混凝土體積收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于當(dāng)時混凝土的抗拉強度，而產(chǎn)生干縮裂縫。裂縫的主要特征：表面開裂，縱橫交錯，沒有一定規(guī)律；縫寬和長度都很小，與發(fā)絲相似，不注意時較難發(fā)現(xiàn)。干縮裂縫是混凝土路面早期裂縫中最常見危害之一。

1.7材料質(zhì)量

原材料質(zhì)量引起的裂縫混凝土所采用材料的質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫[3]水泥的品質(zhì)如果不合格，安定性差。會引起混凝土的裂縫。水泥熟料的煅燒不充分會產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，它的水化過程很慢，導(dǎo)致水泥已凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生體積膨脹，體積變化不均，使水泥混凝土路面出現(xiàn)龜裂、斷板。骨料是混凝土的主要組成部分，起骨架作用，骨料的好壞對混凝土性能影響很大。

1.8后期養(yǎng)護(hù)影響

水泥混凝土路面的后期養(yǎng)護(hù)對早期強度增強和預(yù)防收縮裂縫極為關(guān)鍵,良好的養(yǎng)護(hù)能夠有效的減少裂縫的產(chǎn)生,但若缺乏正確、及時的養(yǎng)護(hù),比如高溫和風(fēng)速大時,混凝土表面水分蒸發(fā)快,若不及時給予補充水分,就容易形成干縮裂縫。

2 公路結(jié)構(gòu)裂縫的防治

2.1沉降裂縫預(yù)防

保證混凝土均質(zhì)性，盡量減少混凝土的運輸和現(xiàn)場停留時間，攪拌運輸卸料前先高速運轉(zhuǎn)20-30秒，然后反轉(zhuǎn)卸料;施工過程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的支撐體系和混凝土振搗的密實情況，不能漏振、過振使混凝土離析分層;施工過程中嚴(yán)禁隨意加水。沉降是砼特性之一，完全避免是不可能的，但沉降有一定限度，隨著各粒子間的相互接觸，水泥漿的逐步凝結(jié)，將導(dǎo)致沉降停止。沉降量與單位用水量成正比，即單位用水量愈大．泌水率愈大．沉降量也愈大。為防止和減少沉降裂縫。

2.2收縮裂縫預(yù)防

(1)避免高溫和大風(fēng)天氣下施工，由于混凝土面迅速失水，引起混凝土表面干縮，產(chǎn)生表面裂紋。

(2)降低水泥用量，減少溫度收縮。使用低熱水泥及減少水泥用量也可以降低混凝土溫升。

2.3提高設(shè)計來預(yù)防

路面厚度合理的設(shè)計,能夠從很大程度上減少裂縫的產(chǎn)生。在設(shè)計前,要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況,比如通過對當(dāng)?shù)剀囕v的統(tǒng)計及生活消費水平的考察,估算路面的承載量和未來幾年內(nèi)車輛的增加量,以這些為依據(jù),進(jìn)行路面厚度的設(shè)計,避免路面投放使用時就無法滿足車輛承載量。

2.4施工質(zhì)量預(yù)防

(1)夜間施工時，要注意做好保溫措施。

(2)在材料拌合過程中要選用合適的攪拌機(jī)，控制拌合時間，使混合料拌合均勻。

(3)在振搗時要控制好時間，采用快插慢撥，縱橫式振搗(應(yīng)重疊10—20 em)，確保無漏振現(xiàn)象。

(4)在路面完成后，達(dá)到設(shè)計強度的25—30％時要及時切縫，如來不及切縫，可先隔段切，后再補切。

(5)盡量采用不低于425號水泥，如不能滿足可采用325號普通水泥，但應(yīng)采取摻外加劑或采取真空吸水措施。

2.5 干縮裂縫控制

為防止干縮裂縫產(chǎn)生，首要任務(wù)是消除一切可能誘導(dǎo)“干裂”產(chǎn)生的因素，主要應(yīng)從這幾方面入手：①根據(jù)不同氣候條件，選用合理級配。正確選用水泥、石料、砂率、用水量、外摻劑等。從減少干縮率。來防止干縮裂縫。②嚴(yán)格施工管理，防止水分過量蒸發(fā)，搗筑后，及時采用涼棚或其它遮蓋物．將砼覆蓋起來，避免風(fēng)吹干燥。日光直接照射，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期后，注意養(yǎng)生。

2.6材料把關(guān)

(1)水泥：應(yīng)選用水化熱較低的水泥，嚴(yán)禁使用安全性不合格水泥。

(2)粗骨料：宜用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料。級配良好，孔隙率小，無堿性反應(yīng)；有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)定。

(3)細(xì)骨料：宜用顆粒較租、孔隙較小，含泥量較低的中砂。

(4)外摻料：宜采用減水荊等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

2.7 將強養(yǎng)護(hù)

混凝土產(chǎn)生的裂縫很大一部分原因是由于養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的,因此良好的養(yǎng)護(hù)是預(yù)防裂縫的重要步驟。首先要合理安排施工時間,避免在高溫、暴曬下進(jìn)行；其次施工前,對基層的表面采取灑水的措施保濕,降低因干燥而致使路面過分失水；最后在施工完后,對路面及時遮蓋保濕,對無法遮蓋的,要每天灑水進(jìn)行保養(yǎng),保持路面的濕潤,保養(yǎng)時間不得少于2周。

3 結(jié)語

綜上分析，鋼筋混凝土一旦出現(xiàn)裂縫就不容易根治[4]。對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因及防治措施進(jìn)行了初步探討，具體的預(yù)防和改善措施是比較統(tǒng)一的，同時在實踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠多觀察、多比較，出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。，混凝土路面因其突出的優(yōu)點，被越來越多用于公路及城市道路，裂縫問題解決不好，必然影響其發(fā)展和使用。因此，對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] 朱建新.淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施[J].科協(xié)論壇,2007,(6):378-378.

[2] 李小波.淺談混凝土裂縫的成因及防治[J].科協(xié)論壇,2007,(7):14-18.

[3] 呂琴.淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因及防治[J].石河子科技,2007,(2):40-41.

[4] 張萬清.建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫淺析[J].黑龍江科技信息,2006,26(1):258-258.