商品混凝土路面早期裂縫的成因分析！

  本文對商品混凝土應(yīng)用于水泥混凝土路面，引起的路面早期裂縫問題進(jìn)行了分析，從商品混凝土的材料性能養(yǎng)護(hù)環(huán)境以及施工等方面做出了分析，并提出了相應(yīng)的防止措施減少商品混凝路面的早期裂縫。

  商品混凝土是指由水泥、集料、水以及外加劑和摻合料等按一定比例，經(jīng)集中攪拌站經(jīng)計(jì)量、拌制后出售，并采用運(yùn)輸車，運(yùn)至使用施工現(xiàn)場的混凝土拌和物。其實(shí)現(xiàn)了混凝土生產(chǎn)的專業(yè)化、商品化和社會(huì)化，具有加快施工進(jìn)度、減少環(huán)境污染、提高工程質(zhì)量和節(jié)約材料成本等優(yōu)點(diǎn)。近年來，鐵路橋涵、大型設(shè)備基礎(chǔ)等工程受工期、質(zhì)量、場地等因素影響，逐漸應(yīng)用商品混凝土，并產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

  商品混凝土因其坍落度大、含水量高的特點(diǎn)，往往不能直接應(yīng)用于高等級水泥混凝土路面，但是，部分中小型路面工程，出于成本考慮，往往被迫采用商品混凝土。在廊坊某收費(fèi)站收費(fèi)站拓寬工程中，廣場水泥混凝土路面設(shè)計(jì)厚度為26cm，面積386m²，因工程規(guī)模較小，水泥混凝土路面使用了商品混凝土施工。按照施工組織方案進(jìn)行水泥混凝土路面施工后，出現(xiàn)了一些路面裂縫的病害。

  路面早期裂縫成因分析

  商品混凝土路面的早期裂縫有很多原因造成，下面就混凝土本身材料和材料性能以及養(yǎng)護(hù)環(huán)境等的各個(gè)方面做出分析。

  混凝土自身問題

  混凝土是一種收縮性材料。雖然其收縮的絕對值不大，但由于其較高的彈性模量和很低的抗拉強(qiáng)度，即使很小一點(diǎn)的收縮變形也會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土即出現(xiàn)開裂。因此，我們應(yīng)該做的事情就是設(shè)法盡最大可能地降低溫凝土的收縮值和最大程度地提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。對于商品混凝土攪拌站來說，一是要盡量少用收縮量大的水泥，二是在滿足施工和易性的條件下，應(yīng)盡量減小混凝土的水灰比，盡量減小單位體積水泥漿量和砂漿量。因而在相同收縮應(yīng)變的情況下，石子含泥量高的混凝土更容易開裂。

  商品混凝土基本與廠拌的普通混凝土具有共性問題，廠拌混凝土在澆筑后，早期硬化階段會(huì)因泌水和水分散失而產(chǎn)生塑性收縮，使混凝土產(chǎn)生細(xì)微龜裂；在硬化后期還會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫，削弱其整體性。在溫度應(yīng)力及其他外力作用下，裂縫將進(jìn)一步發(fā)展甚至碎裂，從而影響到混凝土的耐久性和抗磨性能；而且因裂縫滲水，鋼筋容易銹蝕。這一問題在薄板型結(jié)構(gòu)和需要快速硬化的情況下，尤其突出。

  商品混凝土與路用混凝土的差別盡管在工程開展前一個(gè)月，施工單位和監(jiān)理單位結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，完成了確定了生產(chǎn)配合比，商品混凝土也滿足路面的強(qiáng)度要求。但是，商品混凝土為了滿足流動(dòng)性、遠(yuǎn)距運(yùn)輸?shù)纫?，混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，如依?jù)規(guī)范要求，三滾軸施工用水泥混凝土坍落度為0～2.5cm；而所用商品混凝土為了方便運(yùn)輸并且摻入減水劑坍落度平均為15cm，遠(yuǎn)大于規(guī)范要求。

  混凝土骨料塑性沉落引起的裂縫

  混凝土在澆注時(shí)， 由于振動(dòng)棒和重力的作用，骨料下沉、水泥漿上升，這種沉落直到混凝土硬化時(shí)方停止，沉落受到模板、鋼筋及預(yù)埋件的抑制就會(huì)出現(xiàn)裂縫。這種裂縫大多出現(xiàn)在混凝土澆注后半小時(shí)至3小時(shí)之間，混凝土尚處在塑性狀態(tài)，混凝土表面消失水光時(shí)立即產(chǎn)生，沿著混凝土布設(shè)鋼筋的走向出現(xiàn)，主要是由于所用商品混凝土塌落度大、沉陷過高所致。

  塑性收縮裂縫

  在該收費(fèi)站廣場混凝土路面施工中，在中午炎熱或大風(fēng)天氣，部分表面裂縫表現(xiàn)為形狀不規(guī)則、長短寬窄不一、呈龜裂狀，其深度較淺，經(jīng)測深度一般不超過1cm以內(nèi)。此類問題因混凝土因日照和水化熱反應(yīng)，造成表面水分蒸發(fā)過快，混凝土產(chǎn)生急劇收縮，而此時(shí)混凝土強(qiáng)度趨近于零，不能抵抗這種變形應(yīng)力，導(dǎo)致開裂?；炷林姓舭l(fā)和吸收水分的速度越快，塑性收縮裂縫越易產(chǎn)生。處理這種裂縫比較復(fù)雜，因?yàn)檫@種裂縫系多種因素造成的，每個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真把關(guān)，科學(xué)的混凝土配合比是質(zhì)量保證的關(guān)鍵因素。商品混凝土材料的配比能保證混凝土的質(zhì)量?，F(xiàn)場攪拌混凝土由于使用的砂石含泥量大，骨料中片狀、針狀比較多等因素影響很容易出現(xiàn)混凝土的質(zhì)量問題。再加上混凝土的配比不當(dāng)?shù)纫蛩鼐秃苋菀壮霈F(xiàn)裂縫。所以，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的混凝土配合比投料，從振搗到抹灰壓實(shí)，養(yǎng)生等各環(huán)節(jié)決不能疏忽大意。

  溫度裂縫

  由于該收費(fèi)站廣場工期緊，所以在所用混凝土當(dāng)中加入了早強(qiáng)劑，這就大大增加了水泥水化過程產(chǎn)生水化熱，使得水化熱在l～2天內(nèi)集中釋放。而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，產(chǎn)生的大量水化熱不容易散發(fā)．內(nèi)外截面產(chǎn)生加大溫度梯度，再加上夏天早晚溫差大。內(nèi)部混凝土熱脹變形產(chǎn)生壓力，外部混凝土冷縮變形，產(chǎn)生拉應(yīng)力，由于混凝土此時(shí)抗拉強(qiáng)度較低，當(dāng)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度對，混凝土路面便產(chǎn)生裂縫，這種裂縫隙一般較深，有時(shí)是貫穿性整個(gè)混凝土面板，該收費(fèi)站共出現(xiàn)兩處此類裂縫。

  施工操作不當(dāng)造成的裂縫

  不正確的振搗方式造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂或造成混凝土砂漿大量向低處流淌，致使混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮，在結(jié)構(gòu)厚薄交界處出現(xiàn)裂縫?；炷劣不笤诎辶航唤缣幱幸?guī)律地出現(xiàn)了許多互相平行的裂縫。

  在收費(fèi)廣場路面實(shí)施過程中，由于工期緊張，在新澆筑混凝土路面未達(dá)規(guī)定設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，便開始上人和后續(xù)工作。盡管采取了墊木板等保護(hù)措施，但是因工人穿插作業(yè)較多，經(jīng)常踏出墊板工作，也在一定程度上影響了混凝土早期強(qiáng)度的形成。另外，由于現(xiàn)場保護(hù)措施不力，經(jīng)常有人碰觸橫向拉力鋼筋，造成鋼筋連接部分損壞。這些現(xiàn)場問題，也引發(fā)了一些裂縫。濕脹干縮是水泥混凝土的特性，養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，使混凝土在干燥的空氣中自然凝結(jié)硬化，并隨著水份的大量蒸發(fā)，體積迅速發(fā)生干縮，使其表面產(chǎn)生裂縫。

  水泥混凝土路面開裂的防治措施

  加強(qiáng)管理，及時(shí)養(yǎng)護(hù)

  在致使水泥混凝土開裂的眾多影響因素當(dāng)中，人為破壞和養(yǎng)生問題時(shí)最容易解決的，這就要求施工單位強(qiáng)化管理，施工中臨時(shí)招募工人技術(shù)素質(zhì)普遍較低，施工單位更應(yīng)當(dāng)安排專人負(fù)責(zé)管理、協(xié)調(diào)，技術(shù)指導(dǎo)，保護(hù)完工路面，并按照要求及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生。采取有效保溫措施減少溫差裂縫和干縮裂縫。

  在該收費(fèi)廣場施工過程中，通過對每天不同時(shí)間和不同天氣情況的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，夏季11：00時(shí)和18:00前后所完成混凝土路面開裂情況較輕，中午時(shí)候出現(xiàn)裂紋最多；陰天時(shí)發(fā)現(xiàn)基本沒有出現(xiàn)裂縫，晴天或多或少都有裂縫。由此可見，水泥混凝土路面開裂和天氣、施工時(shí)間有很大關(guān)系。針對這一發(fā)現(xiàn)，對路面施工做如下調(diào)整：

  夏季施工時(shí)，有條件的情況下可以調(diào)整施工耐間避開中午溫度較高的時(shí)間段進(jìn)行施工。

  混凝土面板完成最后一道抹平工序后，采用噴膜養(yǎng)生的方式，降低空氣流動(dòng)引起的水分流失，并及時(shí)加以遮蓋。

  達(dá)到初凝后，及時(shí)以濕毛氈苫蓋，并派專人負(fù)責(zé)灑水，有效降低混凝土表面溫差。

  商混盡可能降低坍落度，控制在能夠滿足混凝土倒出即可，可根據(jù)運(yùn)輸距離和時(shí)間適當(dāng)調(diào)整取下限。

  控制切縫時(shí)間

  水泥水化過程產(chǎn)生的水化熱，主要集中在1～2天內(nèi)放出，這一階段最容易出現(xiàn)橫向裂縫。裂縫出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)薄弱部位，施工單位采取整休長線作業(yè)，然后再鋸縫，由磚切縫時(shí)間掌握不準(zhǔn)，常常在7天或10天才切縫，切縫深度也常握不嚴(yán)，深淺不一，從而造成混凝。

  收費(fèi)站廣場出現(xiàn)的兩道板裂均發(fā)生在這一階段，由此可見，混凝土切縫必須及時(shí)，及早不及晚，一般控制在第二天進(jìn)行，且須保證切縫深度。土面板早期裂縫較多。

  控制混凝土的溫度

  按照規(guī)范要求，工地的溫度超過30℃足即為高溫施工，高溫施工情況下由于水化熱反應(yīng)加快，路面且極易出現(xiàn)裂縫。所以我們應(yīng)當(dāng)盡量避免高溫施工，如果必須高溫施工，則應(yīng)當(dāng)注意做到以下幾點(diǎn)：

  使用低水化熱的水泥，適當(dāng)摻加緩凝劑，減緩水化反應(yīng)速度；控制拌和材料的溫度，對拌和場的石料等搭棚苫蓋，灑水降溫，盡可能取用料堆內(nèi)部的材料，水泥避免使用溫度高于55℃的散裝水泥。

  運(yùn)輸車輛運(yùn)送時(shí)采取有效苫蓋措施，并及時(shí)運(yùn)到現(xiàn)場，及時(shí)攤鋪、振搗、做面、苫蓋。現(xiàn)場攤鋪前，對模板和基層灑水降溫。

  加強(qiáng)混凝土運(yùn)輸環(huán)節(jié)的管理

  混凝土運(yùn)輸環(huán)節(jié)首先必須做到施工現(xiàn)場必須保證道路通暢，泵車就位接好泵送管，做好現(xiàn)場坍落度檢查等準(zhǔn)備工作，勞力、機(jī)械及其他配合措施準(zhǔn)備就位，保證商品混凝土到現(xiàn)場30min內(nèi)卸料結(jié)束；其次，嚴(yán)格運(yùn)輸車輛的管理監(jiān)督，拌合車載料前必須將余水倒盡，防止出現(xiàn)混凝土送入拌和車再泄出時(shí)坍落度過大。

  結(jié)束語

  本文所提裂縫防止措施，主要是針對商品混凝土與路用混凝土的差別，通過合理安排工序，采取措施最大限度的減少商品混凝土的弊端，在降低成本的同時(shí)，保證路面質(zhì)量。在實(shí)際操作過程中取得了很大效果，大大降低了裂縫數(shù)量，但仍有部分毛裂縫發(fā)生，通過抹平處理后基本上滿足要求，不影響路面質(zhì)量。