淺析水泥混凝土路面斷板的原因

石小鵬

[摘要]水泥混凝土路面在夏季施工應根據氣候炎熱的特點，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，以防止類似的現象再次發生。

[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一些斷板和連續斷板現象，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，以防止類似的現象的再次發生。

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。施工人員在發現溫度過高時，又在13：30左右時將混凝土表面的塑料布及編織布揭去。當天下午就發現了一塊混凝土板出現橫向裂縫。同時，沒有及時采取措施盡快根據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，發現出現連續斷板，共計斷板7塊，大多數為橫向斷板，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GBJ97—87《水泥混凝土路面施工及驗收規范》第4.8.4條(四)規定：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生，惟有收縮受到限制而發生收縮應力時，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。干縮裂縫一般為表面或不規則斷板。混凝土面板在澆筑完成后。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，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規范附錄三中規定的)。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，不至于產生斷板現象。