提高多風地區水泥混凝土路面抗裂性能的方法

申亞偉 宋國正

（1、河南濮陽高新區水電氣訊公司，河南 濮陽 457000 2、河南安陽市房產管理局，河南 安陽 455000）

1 材料質量控制

為提高水泥混凝土路面的抗裂性能，除要求碎石、砂、水等材料的質量控制外，尚應對水泥混凝土路面所用水泥、混凝土減水劑及養護劑做出嚴格的質量控制。

1.1 對水泥的質量要求

用于水泥混凝土路面的水泥其質量要求除了其抗折強度和安定性之外，還需要對以下因素進行了解和控制。

1.1.1 不同混合材料的水泥對水泥混凝土的干縮和塑性開裂的影響粉煤灰水泥、高爐礦渣水泥、火山灰水泥等3種，就其對水泥混凝土后期干縮的影響而言，火山灰最嚴重，礦渣次之，粉煤灰則基本無影響。就其對水泥混凝土凝結初期塑性收縮的影響而言，粉煤灰最嚴重。

1.1.2 對水泥細度的控制

水泥細度既是一個重要的技術指標，又是一個重要的經濟指標。水泥細度作為一個經濟指標表現在粉磨電耗指標，同時也表現在充分發揮熟料活性潛力及利用混合材上。作為技術指標主要表現在改進水泥性能，提高水泥強度，增加水泥密實性，減少需水量，滿足混凝土耐久性及改進施工性能等要求上。水泥的粉磨細度越小,水泥早期水化反應就越快，早期強度越高，凝結時間縮短、需水量增大、干縮增大。同時，水泥細度的提高對早期抗折強度增長的影響比抗壓強度的增長要小，因此對水泥混凝土路面而言，水泥細度并不是越小越好。根據施工中所取得的經驗，當水泥的粉磨細度控制在4%-6%之間 時，將有助于降低水泥的早期水化速度，能降低水泥混凝土坍落度損失，同時可保證水泥的早強性能和減少干縮。

1.1.3 使用早強型水泥

早強水泥特別適用于氣溫低的季節。由于水泥混凝土路面是長線作業，其養護工作較為困難。使用早強水泥以提高水泥混凝土7d 強度，可以相對縮短水泥混凝土路面養護時間，對防止水泥混凝土路面后期干縮開裂是很有益的。

1.2 混凝土減水劑的選用及組分規定

1.2.1 減水劑的水泥適應性

為保證所用的減水劑同所使用的水泥之間有良好的適應性，在混凝土配合比設計前，應選取多個廠家生產的減水劑做水泥適應性試驗。只有與水泥相適應的減水劑才能使用，否則必須調整水泥配方或另行選定減水劑。

1.2.2 減水劑的種類、摻量與水泥混凝土坍落度損失的關系

水泥混凝土坍落度損失主要由水泥早期水化反應的需水，混凝土拌和、運輸和等待攤鋪過程中的水分散失所引起。使用減水劑后的水泥混凝土降低了單位用水量。因此，在同樣的初始坍落度的條件下，摻有普通減水劑的水泥混凝土坍落度損失速度比不摻減水劑的水泥混凝土要快，而摻有高效減水劑的水泥混凝土坍落度損失速度比摻普通減水劑的水泥混凝土要快。

1.3 水泥混凝土養護劑的選定

養護劑定義《水泥混凝土養護劑》標準給出的養護劑定義為：養護劑是一種噴灑或涂刷于混凝土表面 ,能在混凝土表面形成一層連續不透水的密閉養護薄膜的乳液或高分子溶液。養護劑的定義性英文名稱為 :Liguid－Membrane-Forming Compounds for Curing－Concrete(簡稱:Curing Compounds for Concrete)。養護劑應具備足夠的養護保水功能 ,但不影響混凝土的各項物理力學性能 ,其自身水分蒸發后 ,能防止混凝土早期硬化的水分揮發,不但可用于新澆混凝土的養護 ,也可用來繼續養護脫模后的混凝土以及經過早期濕養的混凝土。水泥混凝土養護劑主要分為乳化石蠟基、聚合物單體樹脂基和水玻璃基等3 大類。就其保水性而言，乳化石蠟基效果最好，聚合物單體樹脂基次之，水玻璃型最差;就耐磨性而言，水玻璃型最好，聚合物單體樹脂基次之，乳化石蠟基最差;就其防雨水沖刷性能而言，聚合物單體樹脂基最差。因此，其選用應根據施工所在地區的氣候和臨時交通的特點來決定。

2 水泥混凝土配合比設計

水泥混凝土在抗塑性收縮這一方面應主要從配合比設計、施工及初期養護等方面來加以控制。其塑性收縮主要來自泌水和水泥--水的最早期水化引起的化學減縮，后者可通過對原材料的限制及采用低水灰比、高集漿比及砂率等方面加以控制。

2.1 水泥混凝土泌水與塑性收縮的關系

當水泥混凝土表面泌水速度低于蒸發速度時，水泥混凝土表層水分蒸發面將深入其表面以內并形成凹面，由于凹面較凸面所受壓力大，同時因固體顆粒間產生毛細管張力促使顆粒凝聚，若水泥混凝土表面末充分硬化而不能抵抗這一張力，則在水泥混凝土表面將會普遍產生塑性收縮裂紋。由此可見，適量的泌水對水泥混凝土路面抗塑性開裂是有益的。

2.2 減水劑的摻量同泌水的關系

如何才能使水泥混凝土盡可能硬化，增強其抗裂能力呢?這可通過適當地延長泌水時間和提前養護以降低水泥混凝土蒸發速度來予以控制。水泥混凝土泌水隨減水劑摻量的增加而減少所以泌水時間可通過對減水劑的摻量調整來調節。

2.3 減水劑最佳摻量的確定

減水劑的摻量不一定就是生產廠家的建議摻量。我們曾做過這樣一組試驗，即將某種奈系高效減水劑(磺化奈甲醛縮合物)摻配于水泥中做標準稠度試驗，當減水劑摻量為水泥用量的0.5%(也是廠家建議的最佳摻量)時，減水效果最佳。但按此摻量試配水泥混凝土時，發現其坍落度在初始時雖大，但損失得很快，這樣配成的水泥混凝土是很不利于施工的。

因此在水泥混凝土路面設計試配中尚應考慮減水劑對水泥混凝土坍落度損失的影響。這需要在保持水灰比和滿足施工坍落度的前提下通過不同水泥用量同減水劑摻量之間的搭配來確定。對高效減水劑可按其摻量5%的預計增減值試配多組混凝土配合比備用。

3 水泥混凝土路面的養護

養護的目的是通過防止水泥混凝土表面水分的過快散失，使混凝土在水分散失前形成足夠的粘聚力以抵抗塑性開裂。其中噴灑養護劑可使水泥混凝土表面形成一層保護膜以阻礙和減弱表面水分蒸發。覆蓋塑料薄膜則能避免風與水泥混凝土表面的直接接觸，并由外界溫度或混凝土水化釋放熱使其表面水分在薄膜內部形成濕氣，由此達到濕氣養護的目的。而覆蓋麻袋、草簾或砂等方法在水泥混凝土塑性階段是不可取的。因為這些材料是靠吸水性和保水性達到濕養護的目的。若在水泥混凝土結硬以前使用，將由其吸取水泥混凝土表面水分而加速塑性開裂。這樣做還將破壞路面美觀。因此，當水泥混凝土尚處于塑性階段時，應使用養護劑或塑料薄膜，或將兩者組合使用。

適宜的養護時間。在多風季節中的水泥混凝土養護，應將噴灑養護劑和覆蓋塑料薄膜組合使用以達到強化路面養護的目的。養護的時間應適宜，過早將因水泥混凝土表面水分蒸發受阻形成自由水面，沖刷混凝土表層水泥漿導致流淌，影響路面耐磨性、平整度和表面美觀，過遲則導致混凝土失養開裂。

4 結束語

從施工實踐來看，加強對原材料和施工過程的控制，細化水泥混凝土的設計配合比，對提高水泥混凝土的抗裂性能都是很有效的。應對已有經驗不斷總結和交流、開發，由此提高我們的水泥混凝土施工技術水平。

[1]黃士元,蔣家奮,楊南如等近代混凝土技術[M]，陜西科學技術出版社.1998.

[2]JTJ037.1-2000，公路水泥混凝土路面滑膜施工技術規程[S].

[3]梁軍林.水泥混凝土路面斷裂破壞機理及應用研究[D].長安大學;2004年.