浅谈水泥混凝土路面产生裂缝原因及处理措施

浅谈水泥混凝土路面产生裂缝原因及处理措施
赵永刚
摘要：本文结合自身的工作，对公路水泥混凝土路面产生裂缝的原因及处理办法进行简要的阐述。
关键词：水泥混凝土；公路路面；裂缝原因；处理办法
经过对这七年来混凝土路面的施工实践，发现混凝土路面具有较高的抗压、抗折、抗磨耗、耐冲击等力学优点；具有不怕日晒雨淋、不怕严寒酷暑、经得起干湿循环与冻融循环的良好稳定性和耐久性；具有板体刚性大，荷载应力分布均匀、板面厚度较薄，铺筑与整修的技术难度及施工造价较低及取材方便的优良性能，刚性路面运营油耗低经济性好，水泥混凝土路面色度低、色差小、隔热性好，是经济欠发达地区修筑高等级公路路面的常见形式。但混凝土路面同时存在着不理想的因素，如同等平整度舒适性较低板体性强、对基层的抗冲击性要求高，需要有更加稳固的路基和基层支撑条件。养护期较长，维修困难，铺筑和维修后不能马上通车，混凝土路面在施工过程中容易产生裂缝等，以下是我根据这几年的工作经验对混凝土路面施工中产生裂缝的原因的分析及处理的办法。
1、集料原因产生裂缝及处理的办法：
粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱致裂缝的产生。解决的办法是，选用级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。对于含泥量超标的粗细集料，必须先用水清洗，使其含泥量达到标准后才能使用；
部分品种混凝土掺和料的掺入会增加混凝土的收缩。如省道某线段改建工程路面工程，当时出于对项目效益、尽量利用当地的资源和有利于当地环保等因素的考虑，在做水泥混凝土路面配合比时，掺入了矿渣，结果，掺入矿渣后的混凝土的成本比普通的混凝土要低好多，且能有效地解决当地炼铁矿渣的环保污染问题，掺入矿渣的混凝土比普通混凝土28天的强度大1Mpa，但由于矿渣的掺入，使得混凝土的发热量相继增加，收缩量增大，养护的措施及水平比一般混凝土的要高得多，当时由于民工的养护水平跟不上，故出现局部混凝土路面出现开裂现象，以至最后取消了该配比方案，解决的办法是尽量采用发热量小，收缩小的外掺材料。同时加强现场的养护工作；
水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥比普通硅酸盐水泥收缩大，早强水泥比普通硅酸盐水泥发热量及收缩大，容易造成裂缝。解决的办法是，采用品质比较稳定的水泥品种，因地制宜，尽量采用普通硅酸盐水泥，尽量不使用早强水泥；
水泥等级越高、细度越细产生的热量越大，混凝土开裂影响很大。解决的办法是，采用等级高的水泥时，要注意加强养护的措施。
2、混凝土配合比导致混凝土路面产生裂缝及其处理办法
水泥的等级及品种选用不当。解决的办法是，根据要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级，尽量避免采用早强高的水泥。
配合比中水灰比过大。混凝土中含水量过大，会降低混凝土的强度，增大混凝土的收缩量，如果运输过程中，或振动时处理不当时，会使混凝土出现离析，水泥浆液浮面，以至表面裂缝的出现。解决的办法是，尽可能采用水灰比比较小的混凝土配合比，一般道路混凝土应控制在每立方米混凝土用水量不超过160Kg；配合比中水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体体积越大、坍落度越大、收缩越大。解决的办法是，采用标号合理的水泥，避免采用低标号水泥来配制高标号混凝土，如配制C30的混凝土，应采用P.O 42.5的水泥；配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。解决的办法是，配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。
3、施工及现场养护原因产生裂缝及其处理的办法
3.1 现场浇捣混凝土路面时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。解决的办法，浇捣工作：浇捣时，振捣捧要快插慢拔，根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，应提倡采用二次振捣、二次抹面技术，以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
3.2 现场混凝土路面降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。混凝土的降温和保温工作，施工时应充分考虑水泥水化热问题。采取必要的降温措施，避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，表面喷洒养护剂、覆盖薄膜、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。
3.3 现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。混凝土养护，混凝土裂缝防治工作中，新浇混凝土早期养护尤为重要，可保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。
3.4 在雨水、大风的情况下浇筑混凝土路面，均可能会使混凝土路面出现裂缝。解决的办法是，避免在雨中或大风中浇灌混凝土。
3.5混凝土路面施工前的准备工作不足，也会导致路面的开裂。解决的办法是，浇筑前基层要洒水，浇筑前洒水是一个看似简单的工序，往往不被施工人员重视，但如果洒水处理不好会严重影响路面质量。洒水量要根据基层材料、空气温度、湿度、风速等诸多因素来确定洒水量，即保证浇筑混凝土路面前基层湿润，而且尽可能洒布均匀，尤其在基层不平整之处禁止有存水现象。从目前施工现场来看，大多数情况下是洒水量不足，因为基层较干，铺筑后混凝土路面底部产生大量细小裂纹，有些小裂纹与混凝土本身收缩应力产生的裂纹重叠后使整个混凝土路面裂纹增多。
3.6在使用自动含水补偿装置时有一种错误认识，即自动测量显示仪显示的百分数就是砂石中的含水率。这种认识主要原因是看缺乏对此装置原量的理解，要正确使用自动含水补偿装置，必须在每次使用前重测砂石的实际含水量并依此调节显示仪上的显示值。自动测量补偿装置能够正常工作、精确补偿后，混凝土的坍落度会得到很好的控制；
3.7锯缝不及时会使混凝土路面出现断板现象。解决的办法是，混凝土路面浇筑成型后，要及时进行锯缝工序，以保证混凝土块体不会因为其收缩的不均匀性，导致断板的出现。
3.8在混凝土路面水化反应未完全的情况下，堆放重物会引起裂缝的出现。解决的办法是，严禁在混凝土新浇筑的混凝土路面上堆放重物，因为刚浇筑的混凝土中，其内部正处于水化反应发热的阶段，其体积正处于自由变形阶段，重物的堆放限制了其体积的自由发展，使其收缩变得不均匀，以至裂缝的产生。
4、结束语：
综上所述，裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低公路工程的抗渗能力，影响公路的使用功能，而且，会引起混凝土的碳化。降低材料的耐久性，影响公路路面的承载能力。因此，要对水泥混凝土裂缝进行认真研究，区别对待，采用合理的方法进行处理。并在施工中采用各种有效的预防措施来控制裂缝的出现和发展。保证公路路面的构件安全，稳定的工作。