混凝土路面裂缝控制技术
王支军
摘要:在市政道路工程施工中,水泥混凝土道路路面经常出现裂缝类质量问题,有些裂缝甚至还很严重,影响使用功能,造成不必要的经济损失和工期损失。本文阐述了水泥混凝土道路路面三种常见裂缝的现象、成因与防治措施。
关键词:混凝土路面;龟裂;线裂;断裂;现象;成因;防治
在市政道路工程施工中,水泥混凝土道路路面经常出现裂缝类质量问题,有些裂缝甚至还很严重,影响使用功能,造成不必要的经济损失和工期损失。本文就混凝土路面常见的几种裂缝的不同表现现象进行分析、找出原因,并就防治措施进行探讨。
1 龟裂
1.1 现象
混凝土路面龟裂亦称塑性收缩裂缝,是指混凝土浇注后仍处于塑性状态时,由于表面水分蒸发速度过快而产生的裂缝。这类裂缝缝隙多在表面出现,形成不规则,长短宽窄不一,呈龟裂状,肉眼可见,深度一般不超过50mm,这种裂缝对结构性能影响不大,但外观难看。
1.2 成因分析
产生的原因主要是混凝土浇注完毕后表面没有及时覆盖,特别是在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发速度过快,或者是被基础吸水过快等原因,造成混凝土产生急剧收缩,此时混凝土强度趋近于零 ,不能抵抗这种变形应力而导致裂缝。商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性,出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多,如道路混凝土施工塌落度规范为2.5cm,实际往往为5~7cm,甚至更大,尤其是夏季施工,掺缓凝减水剂的混凝土早期强度低,表面容易形成裂缝。
1.3 防治措施
①根据结构的要求选择合适的混凝土强度等级及水泥品种、等级,尽量避免采用早强高的水泥。
②在浇注混凝土后要及时覆盖养护,增加环境湿度,特别是夏季施工,应尽量选在下午施工或者夜间施工。
③混凝土在满足施工要求的前提下尽量减小塌落度,使用中砂或者粗砂,降低砂率,严格控制骨料的含泥量。
④积极采用掺合料和混凝土外加剂(如粉煤灰 、高效减水剂等)。掺合料和外加剂已作为混凝土的重要组份,可以明显地起到降低水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。
⑤如果已出现裂缝,可在混凝土初凝后终凝前进行二次抹光,然后做下一道工序并及时覆盖洒水养护。
2 线裂
2.1 现象
线裂是指混凝土板面呈纵向或斜向断开的裂缝。这种裂缝短则几十厘米,长达十几米,或贯通整个混凝土板,这种裂缝处理起来比较困难,一般以预防为主,一旦出现,只好打掉重新浇注混凝土。
2.2 成因分析
它的主要成因有二个方面:一是施工工艺引起的,如基层没有压实、接搓不良、没有喷水湿润,混凝土摊铺厚度不均匀、振捣不密实,切缝深度不够,胀缝没有做好等;二是使用不当引起的,有的过早开放交通,混凝土强度未达到设计要求,造成局部集中受力而线裂,还有的混凝土板块边缘没有采取保护措施,受到荷载(汽车)横向碾压而线裂。
2.3 防治措施
施工上要严格按规范要求进行,确保施工质量,力求做到基层压实、接搓良好、路基保持湿润,混凝土摊铺均匀、振捣密实,养护充分,切缝及时且深度够,冬天可采用真空吸水。使用上要使混凝土强度达到设计要求,才能开放交通,同时在混凝土板块边缘要考虑保护性措施。
①模板需涂脱模剂,使混凝土与模板之间形成一层薄膜,减少混凝土与模板间的粘结作用。这样不易产生裂缝,也便于拆模。另外,在浇注混凝土路面时,要将基层和模板浇水湿透,避免吸收混凝土中的水分。
②夏季应注意混凝土的浇捣温度,采用低温入模、低温养护,必要时经试验可采用冰块,以降低混凝土原材料的温度。
③浇捣工作:浇捣时,振捣捧要快插慢拔,砼振捣应插点均匀,快插慢拔,每一插点要掌握好振捣时间,根据不同的混凝土坍落度正确掌握振捣时间,避免过振或漏振,一般振捣时间20~30S,过短不易捣实和气泡排出,过长可能造成砼分层离析现象;应提倡采用二次振捣、二次抹面技术,以排除泌水、混凝土内部的水分和气泡。
④混凝土养护:在混凝土裂缝的防治工作中,对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要,根据具体气候条件通过浇水或覆盖及时进行保养,提高混凝土的早期强度,以增加混凝土相应期龄的弹性模量和抗拉强度,以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩。主要是控制好混凝土路面的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护。养护时间为14-28天。
3 断裂
3.1 现象
断裂是指混凝土板面出现横向断开条形裂缝,亦称断板。这种裂缝严重影响结构使用性能,在施工中要严加禁止,一旦出现,须打掉重新浇注混凝土,造成很大的经济损失。
3.2 成因分析
它的成因主要来自二个方面:一是由于混凝土收缩变形引起的,主要是物理收缩即干燥收缩,通常收缩值高达0.2-1mm/m;一是环境温度变化引起的,在通常情况下,温度每变化1℃,混凝土变形值为0.01mm/m,白昼高温,可使混凝土板体内部温度不一致,顶面温度高于内部温度,造成板体中间拱起,夜间温度降低,可使混凝土板体顶面温度低于底面温度,造成板体两头翘曲 ,环境温度变化引起热胀冷缩,从而产生温度应力,使混凝土被拉裂。这种裂缝常出现在混凝土板块中间、雨水口和检查井等薄弱部位。
3.3 防治措施
①减少混凝土单位用水量,一般砾石不大于160kg/m3 ,碎石不大于170kg/m3。
②严格控制混凝土塌落度,现场搅拌不大于2.5cm,商品混凝土不大于7cm。
③严格控制水泥用量,增加骨料含量,水泥用量不宜超过350kg/m3。
④混凝土的极限拉伸值随着抗压强度的提高而有所提高, 因此提高混凝土的抗压强度可提高其抗裂性能。目前水泥混凝土路面多采用C30、C35较高标号的混凝土。
⑤采用碎石配制混凝土。因为采用碎石配制的混凝土的极限 拉伸值比用一般卵石配制的混凝土提高30%左右。
⑥控制混凝土骨料的最大粒径。采用最大粒径较小的骨料 配制混凝土时,可以提高混凝土的极限拉伸值。因此《规范》中限制骨料最大粒径在一般公路中不超过40mm,在高等级公路中不超过35mm,甚至限制在25mm以下。
⑦选择好外加剂,一般不宜掺用普通缓凝减水剂,宜掺用高效减水剂或微膨胀剂,冬天可用早强剂。
⑧精心设计混凝土配合比,注意水灰比不大于0.50,砂率不宜过大。
⑨混凝土搅拌均匀不离析不泌水。
⑩施工方面要避免夏天中午施工,要及时覆盖并洒水养护,切缝要及时,防裂钢筋要放好,不能变形移位等。
结束语
对于混凝土裂缝的控制是一个综合性的问题,需要经过设计、监理、施工及使用方等多方面的配合。但只要严格执行施工操作规程和技术要求,在施工中切实抓好基层强度、混凝土的配合比设计、施工工艺、切缝时间和深度、混凝土的养护等各个环节,通过改善混凝土的质量和路面结构并采取有效的浇注后的防治措施,水泥混凝土路面的裂缝现象是可以避免的。
参考文献
[1]北京市市政工程局,《市政工程施工手册》(第二卷)·施工技术(一),1995年.
[2]GBJ50164-92,《混凝土质量控制标准》.
[3]GBJ97-87,《水泥混凝土路面施工及验收规范》.
[4]CJJ36—2006,《城镇道路养护技术规范》.