水泥混凝土路面質量缺陷分析

孫愛國

(黑河市建設黑龍江大橋指揮部)

水泥混凝土路面質量缺陷分析

孫愛國

(黑河市建設黑龍江大橋指揮部)

摘 要:就混凝土質量缺陷及產生的原因，從原材料、混合料配比、水灰比、施工操作等方面進行了比較全面的分析。

關鍵詞:水泥混凝土路面;質量缺陷;原因分析

1 混凝土強度降低

1.1 選用材料不當

(1)骨料中針片狀石子含量過高。針片狀石子在混凝土中易出現架空現象，空隙率較大，受壓易折斷，從而影響混凝土強度。

(2)選用較細的砂、且雜質含量過高。根據規范規定，砂的細度模數應在2.5以上，含泥量不超過3%。

(3)水泥隨意摻合使用。因不同水泥中混合物質量及摻量都不同，摻合后將使水泥性能發生變化，標號降低，從而影響混凝土的強度。

(4)粗骨料采用礫石。礫石因表面光滑、無棱角，與水泥砂漿的粘結不夠好，使混凝土強度降低。應采用機軋碎石作骨料。

(5)砂、石材料內含有雜質。根據規范規定:粗骨料含泥量不超過1%，砂含泥量不超過3%。砂、石材料內雜質的含量對路面塑性收縮開裂和干縮變形影響很大。

(6)對粗骨料最大粒徑控制不嚴。根據規范規定:水泥混凝土路面最大集料粒徑為40 mm。但在施工中往往控制不嚴。

1.2 外加劑對混凝土強度的影響

在摻有早強劑或速凝劑的混凝土中，因水泥短期內水化、硬化，使水泥顆粒表面生成一層硬殼，阻礙了水泥進一步水化，導致后期強度偏低。

1.3 配合比控制不嚴以及計量不準確

(1)水灰比的問題。混凝土中的拌和水分自由水和化合水兩部分。化合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆為自由水，它是為了滿足操作的要求。自由水在混凝土硬化過程中逐漸蒸發，使混凝土內部形成空隙。如水灰比偏大，使混凝土密實度降低，強度也就降低;但水灰比偏小時，因和易性差，影響施工操作，難以振搗密實，使混凝土強度降低。因此要嚴格控制水灰比。

(2)計量不準確。混凝土的配合比是根據混凝土強度、耐久性、耐磨性、和易性來確定的。根據規定計量誤差水泥1%，粗骨料3%，水1%，外加劑2%。同時計量不準確也影響砂石材料的級配，沒有一個好的級配，混凝土的密實度就難以保證。新規范中作出了明確規定:水泥混凝土路面、大橋特大橋、隧道等有大體積混凝土施工的工程應采用拌合站，并必須配置一定數量的自動計量設備，禁止用體積法計量。

1.4 施工操作不規范

(1)砂石材料含水率的測定。砂石材料的含水量是隨氣候變化而變化的。施工中住往根據設計而不考慮這一因素，從而使水灰比失去控制。事實上，在施工現場要在每班開工前及天氣變化時，對砂石材料進行含水量的測定，及時對水灰比進行調整。

(2)標高控制不嚴，使混凝土板塊厚薄不均，造成混凝土強度不勻，在混凝土板塊厚薄不均界面，在外力作用下及收縮產生拉應力時易產生裂縫，影響混凝土的使用質量。

(3)振搗不密實。從現場取芯的芯樣上，往往會發現芯樣氣孔較多。這是混凝土振搗不密實的表現，混凝土有足夠的彎拉強度來自于它的密實度。

(4)隨意向混凝土中加水。這種行為與水灰比過大的情況類似。隨意加水會使混凝土中自由水份增加，隨著水份蒸發，使混凝土內空隙增大。

(5)養護不及時。混凝土的結構和強度的形成及增長有一個過程，需要有一定的溫度和濕度條件。如不及時養護，會影響混凝土水化作用的正常進行和水化物的生成，從而影響混凝土的強度。

2 裂縫

2.1 在硬化前產生的裂縫

混凝土處于塑性狀態，由于各種組成材料的密度不同而發生沉降，內部自由水析出，引起沉降收縮裂紋，這一般發生在抹面層的時候。但在干燥的基層上澆筑混凝土面層時，因水份很快被基層吸收，引起混凝土較大地收縮也會產生寬而深的裂縫。

為防止沉降裂縫的發生，可采取以下防治措施。混凝土澆筑后，在尚未出現析水前，應防止強風吹拂和烈日曝曬;同時在澆筑后要及時養護，防止混凝土表面水份蒸發而干燥;在澆筑混凝土前，應將路基基層澆濕;采用二次抹面，以減少表面收縮裂紋;避開高溫氣候施工。在高溫天氣下，水泥水化作用加快，內部水化熱不易及時散開，從而產生溫度裂縫，同時因水份蒸發加快，使混凝土迅速干燥而收縮，易產生收縮裂縫。

2.2 硬化后由于施工不當或材料質量問題而產生裂縫

(1)干縮裂縫。

因水份蒸發，干縮產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度，使混凝土產生裂縫。它的特征是表面開裂，走向縱橫交錯，沒有一定的規律，形似龜紋，縫寬和長度都很小，與發絲相似。

水泥中的硅酸二鈣可產生很多肢體，它在干濕作用下，體積變化很大。水泥中的鋁酸三鈣水化時需大量的水，養護過程中膨脹值大，干燥時收縮亦大。這兩種物質含量大時干縮性亦大。

混凝土中的用水量對干縮值有很大的影響，當用水量增加一定百分數時，干縮值成倍增加。

骨料的大小和級配也對干縮值有密切影響。級配良好時，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對減少。使用偏細砂時會使混凝土收縮值增大。含泥量大的情況與使用偏細砂相類似。

(2)由于溫度應力而產生的裂縫。

這主要是因晝夜溫差太大，而產生較大的溫度應力，由于沒有設置伸縮縫和對混凝土面板進行及時切割，而造成面板拉裂。因為混凝土材料由溫度的變比引起的伸縮量約為0.01 mm/℃，當累計長度內溫度應力超過抗拉強度時，就會發生裂縫。一般在20～40 m范圍內應設置伸縮縫，以防斷裂。

3 結束語

總之，要抓好高速公路混凝土路面的質量，除路基質量要保證外，必須嚴格控制材料質量，加強試驗檢測，做到準確計量，及時對配合比作出合理的設計，嚴格控制水灰比;同時，必須規范操作行為，按規范施工，加強養護工作，積極探索和改進施工工藝，以提高混凝土路面的整體質量。

中圖分類號:U416.219

C

1008-3383(2011)06-0080-01

收稿日期:2011-01-21

作者簡介:孫愛國(1970-)，高級工程師，主要從事公路工程建設及管理工作。