公路混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因及防治

王海

摘要：混凝土在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛，作為公路的主要結(jié)構(gòu)用材，由于荷載、溫度問(wèn)題等因素，容易產(chǎn)生開(kāi)裂，從而降低混凝土的剛度，引起內(nèi)部鋼筋腐蝕，使建筑物達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，本文分析了水泥混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和防治。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；裂縫；原因；防治

引言

混凝土因其取材廣泛，價(jià)格低廉，抗壓強(qiáng)度高，并且耐火性好，不易風(fēng)化，養(yǎng)護(hù)成本低等特點(diǎn)，成為當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料之一[1]。裂縫是水泥混凝土路面施工中常見(jiàn)的一種質(zhì)量通病，它不僅影響混凝土路面外觀質(zhì)量，更重要的是縮短了水泥混凝土路面使用壽命，增加維修和養(yǎng)護(hù)的難度和費(fèi)用。因此，研究分析水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因，并采取有效的防治措施，具有十分重要的意義。

1 公路混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因

1.1溫度引起裂縫

裂縫產(chǎn)生的原因是因?yàn)榛炷了褂玫脑牧鲜艿酵饨绲挠绊懚a(chǎn)生的[2]。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，內(nèi)部溫度升高產(chǎn)生膨脹，而外部則因熱量散失而收縮，在混凝土表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝土的約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。

1.2溫度變化引起收縮

裂縫產(chǎn)生的原因是混凝土澆筑后，早期強(qiáng)度表面沒(méi)有被及時(shí)覆蓋，混凝土表面水分蒸發(fā)過(guò)快所造成的。裂縫多在混凝土表面出現(xiàn)，多半呈現(xiàn)出龜裂形狀。塑性收縮是指在塑性階段的混凝土因表面失水而產(chǎn)生的收縮。

1.4路面厚度不合理

路面厚度的確定主要以設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次為依據(jù),但在設(shè)計(jì)中,有部分忽視了實(shí)際情況的考慮。從眾多道路中,不難看出,無(wú)論采用的是否是標(biāo)準(zhǔn)軸載,路面實(shí)際承受的當(dāng)量軸次都高于設(shè)計(jì)年限內(nèi)的當(dāng)量軸次,由此容易產(chǎn)生裂縫。

1.5施工裂縫

在混凝土早期裂縫中，可以說(shuō)沒(méi)有一種裂縫不與施工因素有關(guān)。施工裂縫主要是指由施工因素產(chǎn)生的裂縫。追蹤其成因主要有兩方面：

(1)震搗不夠，拆摸過(guò)早，因而引起混凝土表面和邊部開(kāi)裂。

(2)在不中斷交通的情況下，分邊施工，先期施工的混凝土板塊通車(chē)后，影響新澆筑的板塊，產(chǎn)生震動(dòng)裂縫。

1.6干縮裂縫

水泥混凝土澆注后，在硬化的過(guò)程中，由于水泥水化生成物的體積比原來(lái)物質(zhì)的體積小，加上游離水在空氣中蒸發(fā)及凝膠體失水而緊縮，隨著混凝土體積收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度，而產(chǎn)生干縮裂縫。裂縫的主要特征：表面開(kāi)裂，縱橫交錯(cuò)，沒(méi)有一定規(guī)律；縫寬和長(zhǎng)度都很小，與發(fā)絲相似，不注意時(shí)較難發(fā)現(xiàn)。干縮裂縫是混凝土路面早期裂縫中最常見(jiàn)危害之一。

1.7材料質(zhì)量

原材料質(zhì)量引起的裂縫混凝土所采用材料的質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫[3]水泥的品質(zhì)如果不合格，安定性差。會(huì)引起混凝土的裂縫。水泥熟料的煅燒不充分會(huì)產(chǎn)生較多的游離氧化鈣，它的水化過(guò)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，使水泥混凝土路面出現(xiàn)龜裂、斷板。骨料是混凝土的主要組成部分，起骨架作用，骨料的好壞對(duì)混凝土性能影響很大。

1.8后期養(yǎng)護(hù)影響

水泥混凝土路面的后期養(yǎng)護(hù)對(duì)早期強(qiáng)度增強(qiáng)和預(yù)防收縮裂縫極為關(guān)鍵,良好的養(yǎng)護(hù)能夠有效的減少裂縫的產(chǎn)生,但若缺乏正確、及時(shí)的養(yǎng)護(hù),比如高溫和風(fēng)速大時(shí),混凝土表面水分蒸發(fā)快,若不及時(shí)給予補(bǔ)充水分,就容易形成干縮裂縫。

2 公路結(jié)構(gòu)裂縫的防治

2.1沉降裂縫預(yù)防

保證混凝土均質(zhì)性，盡量減少混凝土的運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)停留時(shí)間，攪拌運(yùn)輸卸料前先高速運(yùn)轉(zhuǎn)20-30秒，然后反轉(zhuǎn)卸料;施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的支撐體系和混凝土振搗的密實(shí)情況，不能漏振、過(guò)振使混凝土離析分層;施工過(guò)程中嚴(yán)禁隨意加水。沉降是砼特性之一，完全避免是不可能的，但沉降有一定限度，隨著各粒子間的相互接觸，水泥漿的逐步凝結(jié)，將導(dǎo)致沉降停止。沉降量與單位用水量成正比，即單位用水量愈大．泌水率愈大．沉降量也愈大。為防止和減少沉降裂縫。

2.2收縮裂縫預(yù)防

(1)避免高溫和大風(fēng)天氣下施工，由于混凝土面迅速失水，引起混凝土表面干縮，產(chǎn)生表面裂紋。

(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也可以降低混凝土溫升。

2.3提高設(shè)計(jì)來(lái)預(yù)防

路面厚度合理的設(shè)計(jì),能夠從很大程度上減少裂縫的產(chǎn)生。在設(shè)計(jì)前,要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,比如通過(guò)對(duì)當(dāng)?shù)剀?chē)輛的統(tǒng)計(jì)及生活消費(fèi)水平的考察,估算路面的承載量和未來(lái)幾年內(nèi)車(chē)輛的增加量,以這些為依據(jù),進(jìn)行路面厚度的設(shè)計(jì),避免路面投放使用時(shí)就無(wú)法滿足車(chē)輛承載量。

2.4施工質(zhì)量預(yù)防

(1)夜間施工時(shí)，要注意做好保溫措施。

(2)在材料拌合過(guò)程中要選用合適的攪拌機(jī)，控制拌合時(shí)間，使混合料拌合均勻。

(3)在振搗時(shí)要控制好時(shí)間，采用快插慢撥，縱橫式振搗(應(yīng)重疊10—20 em)，確保無(wú)漏振現(xiàn)象。

(4)在路面完成后，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的25—30％時(shí)要及時(shí)切縫，如來(lái)不及切縫，可先隔段切，后再補(bǔ)切。

(5)盡量采用不低于425號(hào)水泥，如不能滿足可采用325號(hào)普通水泥，但應(yīng)采取摻外加劑或采取真空吸水措施。

2.5 干縮裂縫控制

為防止干縮裂縫產(chǎn)生，首要任務(wù)是消除一切可能誘導(dǎo)“干裂”產(chǎn)生的因素，主要應(yīng)從這幾方面入手：①根據(jù)不同氣候條件，選用合理級(jí)配。正確選用水泥、石料、砂率、用水量、外摻劑等。從減少干縮率。來(lái)防止干縮裂縫。②嚴(yán)格施工管理，防止水分過(guò)量蒸發(fā)，搗筑后，及時(shí)采用涼棚或其它遮蓋物．將砼覆蓋起來(lái)，避免風(fēng)吹干燥。日光直接照射，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期后，注意養(yǎng)生。

2.6材料把關(guān)

(1)水泥：應(yīng)選用水化熱較低的水泥，嚴(yán)禁使用安全性不合格水泥。

(2)粗骨料：宜用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬的石料。級(jí)配良好，孔隙率小，無(wú)堿性反應(yīng)；有害物質(zhì)及粘土含量不超過(guò)規(guī)定。

(3)細(xì)骨料：宜用顆粒較租、孔隙較小，含泥量較低的中砂。

(4)外摻料：宜采用減水荊等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

2.7 將強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

混凝土產(chǎn)生的裂縫很大一部分原因是由于養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的,因此良好的養(yǎng)護(hù)是預(yù)防裂縫的重要步驟。首先要合理安排施工時(shí)間,避免在高溫、暴曬下進(jìn)行；其次施工前,對(duì)基層的表面采取灑水的措施保濕,降低因干燥而致使路面過(guò)分失水；最后在施工完后,對(duì)路面及時(shí)遮蓋保濕,對(duì)無(wú)法遮蓋的,要每天灑水進(jìn)行保養(yǎng),保持路面的濕潤(rùn),保養(yǎng)時(shí)間不得少于2周。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上分析，鋼筋混凝土一旦出現(xiàn)裂縫就不容易根治[4]。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因及防治措施進(jìn)行了初步探討，具體的預(yù)防和改善措施是比較統(tǒng)一的，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要靠多觀察、多比較，出現(xiàn)問(wèn)題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。，混凝土路面因其突出的優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越多用于公路及城市道路，裂縫問(wèn)題解決不好，必然影響其發(fā)展和使用。因此，對(duì)混凝土路面裂縫原因及其防止應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱建新.淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫成因及預(yù)防措施[J].科協(xié)論壇,2007,(6):378-378.

[2] 李小波.淺談混凝土裂縫的成因及防治[J].科協(xié)論壇,2007,(7):14-18.

[3] 呂琴.淺談混凝土結(jié)構(gòu)裂縫原因及防治[J].石河子科技,2007,(2):40-41.

[4] 張萬(wàn)清.建筑工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫淺析[J].黑龍江科技信息,2006,26(1):258-258.