淺析混凝土路面裂縫產生原因及裂縫控制措施

王天華

鹽城市市政建設集團有限公司 224001

摘要：伴隨著我國城市交通的發展，市政道路的建設越來越廣泛，本人根據工作實際經驗，在此淺述混凝土路面裂縫種類及其產生裂縫的原因，分析影響混凝土路面裂縫的因素，并提出一些防治措施，共同行者參考。

關鍵詞：混凝土路面；產生裂縫原因；控制方法

樂清市中心區北界路市政道路工程，本人作為主要負責人，參加了該工程的建設。該工程路面結構設計采用C30混凝土，由于該工程處于填方地段，夏季氣溫高達39攝氏度，冬季夜間氣溫低至-3°C～-5°C，空氣較干燥。在這種自然環境下安排混凝土路面施工時，混凝土路面極易產生裂縫等質量通病。除此之外，我們也知道混凝土路面的工程施工量是比較大的，如果由于裂縫產生所造成的質量事故，將會給企業帶來不可估量的經濟損失。為此，我根據自己的工作經驗，結合工程實例，分析工程施工現場的一些情況，對混凝土路面常見的裂縫進行原因分析，并提出相應的裂縫控制處理措施，以指導現場混凝土路面施工。

1 關于混凝土路面產生裂縫的類型和原因

在工程實際施工中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的，分為塑性收縮裂縫和干縮裂縫。

1.1干縮裂縫

干縮裂縫與塑性收縮裂縫相比較，僅僅是混凝土硬化后階段發生，屬于后期裂縫。砼混合物水分損失是引起干縮的根本原因，它的干縮可高達長度的1%，混凝土集料的內部約束作用也可使干縮值減少約0.05%，相反混凝土浸水時會產生膨脹。濕度的改變引起體積變化是混凝土的一種性質，如收縮時沒有約束，混凝土不會產生裂縫，在收縮的同時存在約束（通常這種約束是由結構的另一部分和底層產生的）會引起拉應力，拉應力超過抗拉強度時混凝土將產生裂縫，裂縫能夠在比開裂應力小得多的應力作用下擴展延伸，最終形成干縮裂縫。

1.2塑性收縮裂縫

塑性收縮指的是混凝土澆筑后尚在塑性狀態發生的收縮，其闡述的裂縫一般發生在新澆筑的混凝土表面（如圖1）。當環境的濕度低、溫度高和風的作用下造成混凝土表面水分迅速損失時就會產生塑性收縮裂縫，塑性收縮裂縫一般在混凝土終凝以前或在養護開始以前發生。新澆筑的混凝土表面水分蒸發的速率主要與混凝土溫度、大氣溫度、風速、空氣的相對濕度有關。①當混凝土溫度高、環境濕度低和風速大時，都會加快混凝土表面水分蒸發速度。②當新澆筑的混凝土表面水分蒸發速度大于泌水補給速度時，混凝土表面就會產生收縮。總而言之，由于受到下層混凝土的約束，在已經變得干稠凝固但又在軟弱的塑性混凝土內產生拉應力，導致混凝土表面生成淺的、伸向各個方向的短裂縫，一般表面裂縫分布比較廣泛，長度幾厘米到幾十厘米，甚至可以到2 m～ 3 m，最終形成塑性收縮裂縫。

圖1 塑性收縮而產生的表面不規則網

2 關于影響混凝土路面開裂的因素

2.1 澆筑

混凝土的澆筑條件和澆筑速度能通過下述因素如泌水、模板內的離析、溫度、模板變形和地基的不均勻沉陷等對混凝土的開裂產生影響。

2.2溫度

在最初幾個小時，當混凝土變成固體時，在升溫過程中溫度荷載作用下，水泥砂漿與骨料所形成的界面首先產生損傷，并隨溫度增加而發展，因此形成界面裂紋，當繼續增加的溫差達到某一數值后，界面裂紋便向水泥砂漿中延伸，這就是溫度對混凝土開裂的主要影響。

2.3養護

在工程概況中也提到，我市自然環境條件下空氣比較干燥，因此，新澆筑的混凝土澆筑后，在較短時間內會初凝，混凝土表面達到一定程度的硬化；然而，徐徐漸變又不能緩解塑性收縮引起的體積變化，混凝土又沒有足夠的強度抵抗拉應力，導致混凝土表面形成淺的、伸向各個方向的短裂縫，其就會產生塑性收縮裂縫。基于此，養護的溫度、濕度是工程中很重要的條件。養護時間長會影響干縮，但影響很小，然而由于能提高混凝土強度因而能增加抗裂的效果。

3 混凝土路面裂縫的防止與控制

3.1 材料質量控制

要對混凝土路面的裂縫的防止與控制，必須選擇抗裂性好的材料做基層。

1）水泥：水泥的強度和安全性是水泥質量的重要指標。因此對于水泥進場必須要有產品合格證、質量保證書及化驗單，如果沒有，則堅決杜絕進場。因為安定性不合格的水泥，會造成路面膨脹性的開裂和破壞。水泥進場后，應該對方整齊，不得露天堆放，如果臨時露天堆放，就要上蓋下墊，并按品種、標號和生產日期分別存放。另外，在運輸及保管過程中，應注意防水、防潮，超過保質期（一般為3個月）或受潮水泥，必須經過試驗決定其是否可用或降低標準使用，結塊水泥不得使用。

2）砂：砂的質量技術要求應符合《混凝土施工規范》，采用符合規定級配、細度模數在2.5以上的中粗砂，且要求堅韌耐磨、表面粗糙有棱角、清潔、有害雜質含量低；另外，對于配合比符合規范要求的也可以選用，總之，注意合理選用砂率。

3）外加劑：在必要時，可選用外加劑。如高效減水劑或微膨脹劑，冬天可用早強劑等這些外加劑都可以提高強度及耐久性。

4）石子：根據相關技術要求，應選擇粒徑16-30mm，混凝土低于C30時含泥量不大于2%。高于C30時不大于1%。

5）水：潔凈、無雜質，飲用水可直接使用。

3.2 施工前準備控制

1）進行原材料試驗和混凝土配合比設計，應用能滿足和易性要求的最小用水量，適宜的坍落度。

2）混凝土攤鋪前，要對基層表面進行灑水潤濕，以避免混凝土底部水分被干燥基層吸去。根據基層材料、空氣溫度、濕度、風速等諸多因素來確定灑水量進行灑水，這樣方可保證攤鋪混凝土前基層濕潤，而且盡可能灑布均勻，尤其在基層不平整之處禁止有存水現象。

3.3 施工過程工藝控制

1）由于塑性收縮裂縫是混凝土處于塑性狀態時由于差異的體積收縮所產生的，減少混凝土表面和其他部位混凝土的相對體積變化是有效的措施。可以采取措施減少因干燥的風帶來的水分的迅速損失，例如噴霧濕潤混凝土表面的空氣，盡早拉毛并立即用塑料薄膜覆蓋對混凝土進行養護，可以防止和控制塑性收縮裂縫的產生。2）采用二次收面的方法消除混凝土早期的干硬收縮，等混凝土干硬收縮完畢才開始混凝土板等的最終抹面。當蒸發速度大于1 kg/（m2.h）時，必須采取措施減少蒸發，抹面拉毛后立即覆蓋并保持濕潤，以避免產生塑性收縮裂縫。新澆混凝土如出現塑性裂紋或裂縫，必須及時在混凝土終飾抹面過程中加以消除。盡早開始養護，即在混凝土表面水膜消失以前開始養護，防止風吹日曬，養護中斷時，應防止迅速干燥或過渡干燥。3）干縮裂縫可以通過正確地布置收縮縫和及時的養護、切割縮縫加以控制。

3.4 季節性施工控制

1）夏季施工。應注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫入模、低溫養護，如必要時經試驗也可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。受夏季高溫的影響，為防止水分過早的蒸發，一般應根據氣溫、日照的大小決定采取控制措施，一般在30攝氏度氣溫下，要保持氣溫20攝氏度的坍落度，要增加單位用水量4 kg～7 kg。在收水抹面時，因表面過分干燥而無法操作的情況下允許灑少量水于表面進行收水抹面。2）冬季施工。混凝土強度的增長主要依靠水泥的水化作用，溫度高，水化作用迅速完成，強度增長快；溫度低，水化作用慢，強度增長慢，并且嚴重受凍的混凝土可以形成一堆互相作用的混合物。因此，盡可能在氣溫高于5攝氏度時進行施工，并且摻加早強劑。氣溫低于5攝氏度非施工不可時，可采用高標號快凝水泥或加熱水；或在混凝土表面覆蓋蓄熱保溫材料等措施。用擋風板來減小風速或者遮蓋混凝土表面防止水分蒸發過快、減小表面和內部的溫差等都是冬季路面控制塑性收縮裂縫的有效措施。

4 結束語

綜上所述，對于混凝土路面，施工過程中的施工技術，施工質量要符合設計及規范要求。以上通過對混凝土兩種主要類型裂縫原因的分析，并對其采取了相應的技術措施，使得混凝土路面裂縫得到了有效控制，施工質量也得到了很大的提高。混凝土路面經現場驗收，施工質量符合設計及規范要求。

參考文獻：

[1]姚建江、劉冬霞、魏輝，混凝土路面裂縫控制措施，中國新技術新產品.2011（11）

[2]王支軍，混凝土路面裂縫控制技術，中國新技術新產品.2009（02）