石小鵬
[摘要]水泥混凝土路面在夏季施工應根據(jù)氣候炎熱的特點,采取必要的施工技術措施來進行施工。否則就容易使新施工的水泥混凝土路面產生斷板,甚至是連續(xù)斷板。對斷板產生的原因就當時的施工的各種原因進行分析,并提出以后工作應注意的問題,以防止類似的現(xiàn)象再次發(fā)生。
[關鍵詞]水泥混凝土斷板原因
中圖分類號:TB3文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0210088-01
一、引言
水泥混凝土路面在夏季施工應根據(jù)氣候炎熱的特點,采取必要的施工技術措施來進行施工。否則就容易使新施工的水泥混凝土路面產生斷板,甚至是連續(xù)斷板。在某縣的舊路改建是夏季施工水泥混凝土路面,新建的水泥混凝土路面出現(xiàn)一些斷板和連續(xù)斷板現(xiàn)象,筆者覺得很有特殊性和典型性。故對斷板產生的原因就當時的施工的各種原因進行分析,并提出以后工作應注意的問題,以防止類似的現(xiàn)象的再次發(fā)生。
二、斷板產生的過程
(一)施工時間及氣候條件
施工時間為2008年5月24日上午8:00-13:00,氣候條件:晴,最高氣溫32℃。
(二)斷板的產生
上午從8點開始,至中午13點,該段在施工水泥混凝土路面。在已處于高溫及烈日暴曬的情況下,為防止太陽直接曝曬于板塊表面。施工人員在用遮雨棚擋住一部分混凝土板外,同時用一部分黑色編織布及塑料布進行遮蓋,在中午陽光的直射下,塑料布下混凝土在氣溫及水化熱的雙重作用下,溫度上升很快。施工人員在發(fā)現(xiàn)溫度過高時,又在13:30左右時將混凝土表面的塑料布及編織布揭去。當天下午就發(fā)現(xiàn)了一塊混凝土板出現(xiàn)橫向裂縫。同時,沒有及時采取措施盡快根據(jù)混凝板的實際情況提前進行切縫,因此在5月25日上午例行檢查時,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)連續(xù)斷板,共計斷板7塊,大多數(shù)為橫向斷板,并貫通整塊面板。
三、原因分析
(一)夏季施工沒有采取必要措施避開高溫階段
根據(jù)GBJ97—87《水泥混凝土路面施工及驗收規(guī)范》第4.8.4條(四)規(guī)定:氣溫過高時應避開中午施工,可在夜間進行。并在第4.8.3條規(guī)定,“當混凝土拌合物溫度在30-35℃時,混凝土板的施工應按夏季施工規(guī)定進行。”查當天施工最高溫度35℃度,晴天。日照充足,中午11:30-14:30時是氣溫進入最高溫度階段的時間,此時還在施工,溫度對水泥混凝土路面的影響是可想而知的。另外,本段曾在5月13日上午施工一段的試驗路。在上午11時停機,到下午2點鐘時,其混凝土表面已產生縱向、橫向裂縫等大小不等的不規(guī)則裂縫和斷板,當時分析就已經指出夏季施工應避開中午高溫時間,防止產生裂縫或斷板,5月24日的斷板再次證明這一規(guī)律。
(二)干縮裂縫
在水泥混凝土中,水在水泥石中是以化學結合水,層間水物理吸附水以及毛細水等狀態(tài)存在著,當這些水在混凝土硬化過程中失去時,水泥混凝土本體就會受縮,這些就是干縮。但是這是自由收縮,還不會導致裂縫的發(fā)生,惟有收縮受到限制而發(fā)生收縮應力時,才容易產生干燥收縮裂縫,水泥漿干縮的內部限制主要是混凝土中骨料對水泥漿的限制。在普通水泥混凝土中,水泥漿的收縮率被限制了90%,所以混凝土內部經常存在著引起干縮裂縫的應力狀態(tài)。干縮裂縫一般為表面或不規(guī)則斷板?;炷撩姘逶跐仓瓿珊?。經過表面修整抹面后應盡快采取措施避免日光曝曬新澆筑的混凝土,使其表面減少蒸發(fā)量,防止混凝土面板表面迅速失水而產生干縮裂縫。本段混凝土在中午澆筑后,為防止陽光暴曬,雖然一部分采用遮陰棚,一部分采用了黑色塑料編織布覆蓋,但在高溫時揭走覆蓋物而產生的表面迅速失水,就造成了水泥混凝土的表面蒸發(fā)的不均勻。水泥混凝土表面的迅速失水以及失水的速率不同,是該段產生干縮裂縫的一個重要因素。
(三)冷縮裂縫
在提出這個問題時,有人會感到奇怪。在夏季施工時怎會產生冷縮裂縫呢?實際在特定的條件下,人為造成大溫差,使表面迅速收縮,產生拉應力造成斷板。和一般材料一樣,水泥混凝土具有熱脹冷縮性能,混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體性限制條件下發(fā)生的,故熱脹屬于變形壓縮,而冷縮則屬于拉伸變形很容易開裂。水泥的水化過程是一個放熱過程。在混凝土硬化過程中釋放大量熱能,致使溫度上升,在通常溫度范圍內,混凝土溫度上升1℃,每Ⅱ膨脹0.01mm。這種溫度變形對大面積板塊極為不利。有資料表明,水泥水化過程中的放熱速度是變化的,初始較慢,25min后增溫,大約在終凝后12h的水化熱溫度可達80-90℃。使內部混凝土產生顯著的體積膨脹,而板面溫度隨著晚上氣溫降低,濕水養(yǎng)護而冷卻收縮,致使混凝土路面內部膨脹,外部收縮,產生很大的拉應力。當外部混凝土的受拉應力一旦超過混凝土當時的極限抗拉程度時,板塊就產生裂縫后橫向斷裂。此外,從最高溫度降溫,由于受到已有基層或已硬化混凝土的約束力,在溫度下降時,就不能自由收縮,就要產生裂縫,這種裂縫大多是貫通路面的。
(四)切縫不及時
由于高溫季節(jié)施工,又是在覆蓋升溫的情況下,應加強觀察提前進行切縫,使混凝土內部的拉應力釋放在切縫端。該水泥混凝土路面施工沒有采用真空吸水工藝,再加上夏季施工外加劑中摻有緩凝劑。正常是在下午開始施工,當板面成活后,在當時溫度條件下一般都要在16-18小時才可以切縫,而該段混凝土路面在施工過程中由于在上午施工,經過中午烈日高溫影響,再加上人為覆蓋增溫,因此混凝土板強度形成較快,作為施工人員,應當隨時注意觀察,一旦強度允許,及時切縫。
四、結束語
綜上所述,該段混凝土產生連續(xù)斷板的因素是多方面的,而且是相互作用的。因此,通過這次問題的出現(xiàn),給了我們以下的啟示:
1.夏季施工,必須避開高溫時間,這是防止裂縫和斷板的最有效的方法。
2.對已完成的混凝土板面,應注意防止表面失水太快,形成干縮裂縫。
3.防止冷收縮,特別在施工中突然遇到雷陣雨氣候的情況,應及時采取措施,對已形成強度的混凝土板應加快切縫進度,減少冷收縮裂縫的產生(這也是GBJ97-87規(guī)范附錄三中規(guī)定的)。更不要人為的造成溫差,要做好保溫保濕工作。
4.要根據(jù)不同情況,及時作好混凝土板面切縫工藝,并保證一定的切縫深度,使切縫部位足以釋放混凝土板內部產生的拉應力,不至于產生斷板現(xiàn)象。