混凝土裂縫的成因.doc

水泥混凝土面層裂隙的成因及處治隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，公路交通量飛速膨脹，重型交通車輛也是日益增多，對公路的要求也愈來愈滿，水泥砼面層作為高速公路的主要結(jié)構(gòu)形式之一，具有強度高、壽命長、品質(zhì)好、磨損小、環(huán)境適應(yīng)性好，并能充分的利用地方資源等優(yōu)點，但在如今水泥砼路面修建技術(shù)不斷提高的同時，仍出現(xiàn)一些缺陷，如裂縫、沉陷、錯臺等，尤其是裂縫幾乎成為通病之一，本文就水泥砼路面裂縫成因及處治方法，結(jié)合工程施工實踐進行一些探討。 一、裂縫的分類及成因分析 水泥砼是骨料、水泥、水及在存留其中的一部分氣體組成。砼在攤鋪后硬化并產(chǎn)生體積變型，或當砼表面失水速度超過實際泌水的上升速度，新拌砼由于迅速干燥而產(chǎn)生塑性收縮，如近表面砼已相當稠硬不能流動但其強度又不足抵抗因收縮受到限制產(chǎn)生的應(yīng)力時，就會產(chǎn)生開裂。 水泥砼裂縫從產(chǎn)生的原因分析分為：沉降裂縫，塑性收縮裂縫及溫度裂縫；從表面現(xiàn)象分為表層裂縫和貫穿裂縫。 （一）表層裂縫：表層裂縫的主要形式為龜裂，一般為砼表面上碎小的三角形花紋狀裂縫。裂縫很淺，一般為0.5mm以內(nèi)。其產(chǎn)生原因既有砼配合比設(shè)計原因，又有施工方面原因。設(shè)計砼配合比不當，如水泥用量或沙率過大，外加劑使用不當?shù)?，砼在動作用下產(chǎn)生離析而導致此類裂縫產(chǎn)生施工方面的原因主要有高溫時段施工砼運距過遠，砼水分損失較大，干縮變形增大。另外砼澆注后，沒有及時覆蓋養(yǎng)護，致使養(yǎng)護期內(nèi)溫度過高致使溫度荷超過設(shè)計溫差，路面內(nèi)應(yīng)力增大而導致裂縫。 （二）貫穿裂縫：由縱向、橫向、斜向裂縫發(fā)展而產(chǎn)生的貫穿整塊砼版厚的裂縫，也就是通常說的斷板現(xiàn)象。從發(fā)生時間氛圍早期和后期斷板；從形式上分為縱向、橫向斷板。下面主要分析施工過程中產(chǎn)生的早期斷板原因：材料原因：由于水泥一般選擇為國家大型水泥生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品，質(zhì)量穩(wěn)定。一般為沙石料問題。主要反映在其中含泥量及有機質(zhì)含嚴重超標，造成砼中水泥與骨料的界面黏結(jié)不良，產(chǎn)生界面缺陷，易開裂。 基層原因：由于基層的不平整會增加砼界面的摩擦阻力；或基層標高失控，使砼厚度不一致，厚度交界處必會成為薄弱斷面，砼收縮時，就易開裂。另外，用松散材料填補基層低洼處，在不濕潤情況下直接攤鋪砼，也易使拌和物中水分或沙漿散失，使下部砼強度降低，造成開裂、斷板。 砼配合比原因：由于單位水泥用量偏大，導致較大的收縮應(yīng)力，而水灰比偏大，增大水泥水化初期骨料表面的的水膜厚度。施工中計量不準，設(shè)計根據(jù)集料中含水量及時調(diào)整用水量導致而影響配合比的準確性，從而使砼強度降低易造成開裂。 施工工藝原因：攪拌不足或過分，振搗不密實，形成砼強度不均勻，易導致開裂，但振搗時間過長就可能造成分層，粗骨料沉入層底，細骨料留在上層，表面收縮裂縫會增加。砼拌合時，如果材料溫度過高，再加上水泥的水化熱，會使砼拌合物的溫度很高，在冷卻硬化過程中會出現(xiàn)較大的溫差收縮，出現(xiàn)開裂，因停電，機械故障，運輸不易等原因使砼施工中斷，再施工時未按施工縫處理，新舊砼由于結(jié)合不良和收縮不一致會形成不規(guī)則接縫。養(yǎng)生不及時或方法不當，尤其是高溫、溫度小，風速大的不利條件下，會使砼表面水分蒸發(fā)過快，從而形成干縮裂縫。切縫不及時，造成砼內(nèi)應(yīng)力集中，在砼板的薄弱處易形成不規(guī)則貫穿縫。 邊界原因：在施工中，先澆筑一邊的縮縫在另一邊未開始澆筑前已開裂，氣溫下降到一定幅度時，開裂的縮縫兩邊砼板收縮，這樣后澆筑未切割的慟砼板受較大的拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力大于砼初期抗拉強度時，就會在對應(yīng)位置產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。當溫度下降時路緣帶本身會收縮，但路緣帶下半部具有粗糙面會帶動初期強度低的砼面板在路緣帶裂縫處產(chǎn)生邊界裂縫。同樣原因，如果基層穩(wěn)定層已發(fā)生裂縫，裂縫兩邊在氣溫下降時收縮，產(chǎn)生摩擦力，同樣會帶動上面砼面板開裂。 二、水泥砼路面裂縫的預防措施針對以上造成水泥砼路面裂縫原因，我們采取了有效的全面的預防措施，以減少裂縫，延長砼路面的使用年限，提高行車舒適性。 （一）提高路基及基層施工質(zhì)量公路路基及基層應(yīng)具備較高的密實度、強度及水穩(wěn)性，因此規(guī)范施工，確保路基及基層施工質(zhì)量是防止水泥砼面層出現(xiàn)裂縫的重要前提。 基壓實度質(zhì)量要求達到規(guī)定的壓實度和彎沉值。特別是橋涵構(gòu)造物附近（死角部位）更應(yīng)加強壓實工作，保證路基有足夠的、均勻的強度。路基排水設(shè)施應(yīng)完善，并要充分考慮地下水對路基穩(wěn)定的影響，對半填、半挖等結(jié)合處應(yīng)進行特殊處理。對于特殊軟弱土基、濕陷性黃土等路段，應(yīng)避免采用水泥砼路面。 基層施工要確保基層厚度一致，強度均勻。嚴格控制基層頂面高程和平整度，以確保砼路面的厚度一致和減小水泥砼與基層的摩阻力。對于標高不足的基層，嚴禁用散料填補，砼施工前應(yīng)充分濕潤基層及模板。 基層養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)盡快進行路面砼施工，防止基層因暴露時間過長產(chǎn)生干縮裂縫。若出現(xiàn)裂縫，應(yīng)采取封閉裂縫處理。 （二）嚴格控制砼配合比，杜絕使用不合格材料 1、原材料控制集料（砂、石）應(yīng)選擇含泥量、有機質(zhì)含量在規(guī)定允許范圍內(nèi)的材料，粗集料粒徑如較大則砼的抗折強度不高，且強度均方差較大，選用粗集料最大粒徑宜為35mm，由于510mm瓜子片、針片狀含量一般較大，易溶于表面，影響表面收光及拉毛，且本身比表面積大，易折斷。建議取消510mm料，是粗集料成為0.155mm、1040mm的間斷級配。細集料采用連續(xù)級配，細度模數(shù)為2.53.2的中偏粗砂。 2、嚴格控制砼配合比按試驗配合比準確配料，盡量減少單位水泥用量、單位用水量。單位水泥用量要精確，誤差應(yīng)控制在1%以內(nèi)。集料的含水量要及時取得，并充分考慮，并適時調(diào)整施工配合比，確保水灰比的準確性。為減少用水量，改善和易性，提高強度而使用合適的外摻劑，應(yīng)嚴格控制外摻劑的用量準確性。 （三）加強施工工藝控制，提高施工質(zhì)量砼拌和時間要根據(jù)機械性能準確掌握，最長拌和時間不應(yīng)超過最短拌和時間的3倍，避免漏振或超振現(xiàn)象產(chǎn)生。 砼路面施工前，應(yīng)仔細檢查發(fā)電機、振動梁、運輸車輛等機具設(shè)備，確保機具性能良好，確保順利施工、連續(xù)施工。配料、拌和、運輸、攤鋪、振搗等作業(yè)有序配合，對于種種原因?qū)е率┕ねｎD，應(yīng)做好施工縫處理措施。 重視砼面板養(yǎng)生，采用濕養(yǎng)護劑養(yǎng)護，不要采用沒有覆蓋物僅撒水養(yǎng)生。 準確及時掌握切縫時間，可防止貫穿裂縫的發(fā)生，一般在拆模1012小時，應(yīng)采用多臺切縫機同時作業(yè)，保證切縫及時，切縫深一般為板厚的1/31/4.控制交通車輛，避免在砼強度不足條件下，過早開放交通，養(yǎng)護車也應(yīng)避免在板面直接通行。 模板要涂抹標準脫模劑，是砼與模板間形成一層薄膜，減少砼與模板間的粘結(jié)作用，不易在拆模產(chǎn)生裂縫，易于拆模，另外，在砼施工前，模板和基層要充分濕潤，避免及收砼水份。 加強施工后養(yǎng)生工作，對排水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的問題及時處理，避免造成較大病害。 在橋涵與路的結(jié)合處，應(yīng)仔細處理，防止不均勻沉降，造成斷板。 三、裂縫的處理及修復裂縫的處理應(yīng)根據(jù)損壞程度不同分別對待。一般為裂縫修補、局部修補、整板更換三種。 （一）裂縫修補對于尚未凝結(jié)發(fā)生的塑性收縮裂縫，可用抹子直接抹平或施加二次振搗。 輕微斷裂，裂縫無剝落，寬度小于3mm的寬穿裂縫，可采用灌入環(huán)氧樹脂方法修補，該灌縫料由環(huán)氧樹脂、二甲苯、鄰苯二甲酸二丁脂、乙二胺、水泥或滑石粉按100：40（2040）：10：8：（200400）配比組成。在施工中產(chǎn)生的收縮裂縫，在未通車前可直接灌注，如果在通車后產(chǎn)生，應(yīng)先清除雜物，在加以灌注。 （二）局部修補對于局部斷裂損壞，進行小塊修復時，教徹底的辦法是將凹槽鑿至貫穿板厚，在凹槽邊緣板厚中央打洞，深10cm，直徑4cm，水平間距3040cm.每個洞應(yīng)先將周圍濕潤，插入一根直徑1820cm，長約20cm的鋼筋，然后用快凝砂漿填塞搗實，待砂漿硬化后澆筑快凝砼振搗實，抹平即可。 （三）整板更換由于路基或基層問題造成砼板斷裂或錯臺，在整板鑿除后，應(yīng)先處理好路基或基層，重新澆筑新砼板加鋪鋼筋網(wǎng)補強。對于路基穩(wěn)定性差，沉降沒有完全結(jié)束的段落，可采用控制塊換補斷板。修補塊縫宜用水泥砂