水泥砼路面裂縫的原因及解決方法

林榮柏 蘇俊敏

（樂清市路橋工程有限公司，浙江 樂清 325600）

1 造成砼路面斷裂的原因

對(duì)于水泥砼路面來說，造成其斷裂的因素很多，主要有基層的施工質(zhì)量、水泥的品質(zhì)、骨料的質(zhì)量、水泥砼配合比以及水泥混凝土施工的外部環(huán)境。

1.1 基層施工質(zhì)量的影響

基層能夠給水泥砼板提供均勻穩(wěn)定的支承且能防止凍脹，保證整體強(qiáng)度和良好的平整度，延長(zhǎng)混凝土板的使用壽命。如果基層強(qiáng)度不均勻、平整度不好，會(huì)造成砼板底承載力不均勻以及板厚不一致，砼板塊受荷載作用后在強(qiáng)弱分界部位就會(huì)發(fā)生斷裂。

1.2 水泥品質(zhì)的影響

水泥的品質(zhì)如果不合要求，安定性會(huì)很差，引起混凝土的裂縫。水泥熟料的鍛燒不充分會(huì)產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，因它的水化過程很慢，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，體積變化不均勻，使路面出現(xiàn)龜裂、斷板。為防止水泥安定性不良引起的裂縫，應(yīng)加強(qiáng)檢驗(yàn)，選用低堿性水泥。

1.3 骨料質(zhì)量的影響

骨料是混凝土的主要組成部分，起骨架作用，所以骨料質(zhì)量的好壞將影響鹼的性能。骨料級(jí)配良好時(shí)，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對(duì)減少。使用偏細(xì)砂時(shí)，會(huì)使砼收縮值增大：容易產(chǎn)生裂縫。骨料中針片狀石子含量過高，針片狀石子在砼中易出現(xiàn)架空現(xiàn)象，空隙率較大，受壓易折斷，從而影響砼強(qiáng)度，易產(chǎn)生裂縫。對(duì)于骨料質(zhì)量最值得注意的是骨料中含有的活性材料二氧化硅與水泥中堿性氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成堿——硅酸凝膠，這種凝膠體吸水后產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致混凝土的開裂和破壞，這種現(xiàn)象稱為堿——集料反應(yīng)。因此選擇骨料時(shí)應(yīng)選用連續(xù)級(jí)配、干凈、含活性氧化硅少的材料。

1.4 水泥砼配合比的影響

1.4.1 水灰比問題

砼中的拌合水分為自由水和化合水兩部分?；纤淖饔檬鞘顾嗨夂退?，剩余的皆為自由水，它是為了滿足操作的要求。自由水在砼硬化過程中逐漸蒸發(fā)，使砼內(nèi)部形成空隙。如水灰比偏大，使砼密實(shí)度降低，強(qiáng)度也就降低；但水灰比偏小時(shí)，和易性差，影響施工操作，也難以振搗密實(shí)，使砼強(qiáng)度降低。因此要嚴(yán)格控制水灰比，達(dá)到最合適的標(biāo)準(zhǔn)。

1.4.2 計(jì)量不準(zhǔn)確

砼配合比是根據(jù)砼的強(qiáng)度、耐久性、耐磨性、利易性來確定。根據(jù)規(guī)定各種配料的計(jì)量誤差應(yīng)控制在：水泥1%，粗骨料3%，水1%，外加劑2%。如果計(jì)量不準(zhǔn)確會(huì)影響砂石材料的級(jí)配，沒有一個(gè)好的級(jí)配，砼的密實(shí)度就難以保證，因此，混凝土施工的工程應(yīng)采用拌和站并必須配置一定數(shù)量的自動(dòng)計(jì)量設(shè)備，禁止用體積法計(jì)量。

1.5 外部環(huán)境的影響

1.5.1 溫度的影響

混凝土因溫度升降而產(chǎn)生的變形稱為溫度變形，它對(duì)大體積和大面積混凝土極為不利。在混凝土硬化初期，水泥水化放出較多的水化熱，而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，散熱較慢，于是內(nèi)部溫度升高產(chǎn)生膨脹，而外部則因熱量散失而收縮，內(nèi)脹外縮的結(jié)果必將產(chǎn)生溫度應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使混凝土出現(xiàn)裂縫。因此，在大體積混凝土工程施工中應(yīng)特別注意控制混凝土的溫度。

1.5.2 養(yǎng)護(hù)條件的影響

混凝土澆筑初期，一般要在表面灑水覆蓋，目的是防止表面裂縫。但試驗(yàn)結(jié)果表明，延長(zhǎng)初期潮濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間僅能推遲干縮的開始，不能減少短期的干縮。但當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度大于干縮的應(yīng)力時(shí)，就可以停止潮濕養(yǎng)護(hù)了，混凝土也不會(huì)開裂。

2 防止裂縫的措施

2.1 加強(qiáng)土基、基層的施工質(zhì)量

路基的填筑材料也是防止路面裂縫的措施之一。采用整體性、穩(wěn)定性好，且具有較大剛度的半剛性材料做基層，可以確保混凝土路面使用品質(zhì)，延長(zhǎng)壽命。另外，基層還應(yīng)具有較好的抗凍性以避免出現(xiàn)板底脫空和錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。同時(shí)在基層施工中加強(qiáng)基層頂面標(biāo)高、基層平整度的控制，防止砼板因薄厚不均、受力不勻而產(chǎn)生斷板。

2.2 增加混凝土路面板的厚度

混凝土板是水泥混凝土路面最重要的結(jié)構(gòu)層，它不僅具有較高的力學(xué)強(qiáng)度、彈性模量，還具有較大的承載和擴(kuò)散荷載的能力。由于水泥砼的抗彎拉強(qiáng)度比其抗壓強(qiáng)度小得多，在車輪荷載的反復(fù)作用下，砼路面板受彎拉部分最易產(chǎn)生斷裂而破壞，因此，彎拉應(yīng)力是面板的主要設(shè)計(jì)根據(jù)。

2.3 減小溫度收縮的措施

2.3.1 避免高溫和大風(fēng)天氣下施工。在高溫和大風(fēng)天氣下，由于砼面迅速失水，引起砼表面干縮，產(chǎn)生表面裂紋。

2.3.2 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可以降低混凝土溫升。水泥水化熱對(duì)砼的升溫影響很大，水泥品種不同，水化熱相差很大，所以要使用低熱水泥或中熱水泥。

2.4 減少干燥收縮裂縫的措施

盡量減少鹼的單位用水量，砼干縮主要是砼中多余的水份不斷蒸發(fā)所致。擁有關(guān)研究表明，水泥水化所需的水量只有水泥重量的2%左右，而實(shí)際工程上應(yīng)用的水灰比要比這大的多，因而干縮也比較大，因此必須嚴(yán)格控制水灰比，減少砼單位用水量。

2.5 完善水泥砼路面的施工工藝

加強(qiáng)對(duì)施工工藝各個(gè)環(huán)節(jié)的管埋，減少影響砼產(chǎn)生裂縫的因素。

2.5.1 加強(qiáng)駐地化驗(yàn)室的建設(shè)。首先，對(duì)進(jìn)廠主要原材料實(shí)行質(zhì)量監(jiān)控，水泥常采用普通硅酸鹽水泥，對(duì)擬訂采用的水泥都要進(jìn)行物理性能和化學(xué)成分試驗(yàn)分析。粗集料（級(jí)配碎石）應(yīng)采用質(zhì)量堅(jiān)硬、耐久、潔凈、符合規(guī)定級(jí)配、最大粒徑≤40mm，含泥量≤1%,列全針片狀顆粒含量≤1.5%，硫化物及硫酸鹽含量≤1%,石料強(qiáng)度≥3級(jí)的配石。特別要強(qiáng)調(diào)的是片狀石石含量應(yīng)嚴(yán)格控制，因?yàn)樗鼤?huì)減小水泥的粘結(jié)力，從而減小路面的強(qiáng)度和壽命。細(xì)集料（砂）應(yīng)采用質(zhì)量堅(jiān)硬、耐久潔凈、細(xì)度模數(shù)宜在2.5以上，含泥量≤3%,硫化物及硫酸鹽含量≤1%的天然中砂。其次，加強(qiáng)對(duì)混凝土配合比的監(jiān)控。

2.5.2 混凝土攤鋪一定要平整均勻，混凝土表面漿體不均勻，易產(chǎn)生不均勻干縮和裂縫。

2.5.3 嚴(yán)格控制砼振搗時(shí)間，既要振搗密實(shí)又要避免過振，過振導(dǎo)致離析，使表面砂漿過厚，易產(chǎn)生收縮裂縫。

2.5.4 加強(qiáng)切縫時(shí)間的管理，遵循寧早勿晚原則。同時(shí)，在符合設(shè)計(jì)規(guī)范的條件下，砼板塊尺寸的設(shè)計(jì)采用下限為好。

2.5.5 加強(qiáng)水泥砼路面的初期、中期、后期的養(yǎng)生，盡量延長(zhǎng)開放交通的時(shí)間。

3 結(jié)束語

產(chǎn)生水泥砼路面板塊裂縫的原因是很多萬面的，病害出現(xiàn)了，只要認(rèn)真調(diào)查分析，找出斷裂的主要原因，研究制定防治措施，改進(jìn)設(shè)計(jì)與施工工藝，加強(qiáng)工程管理，砼路面的斷裂病害就一定能夠根治。

[1]孫大偉.水泥砼路面質(zhì)量通病產(chǎn)生原因及防治[J].科技信息，2008，03.