淺談水泥砼路面裂縫成因及預(yù)防措施.doc

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1、淺談水泥砼路面裂縫成因及預(yù)防措施　　論文關(guān)鍵詞：水泥砼(混凝土)路面；裂縫成因；預(yù)防措施　　摘論文要：文章分析水泥混凝土路面發(fā)生裂縫的原因和水泥混凝土路面裂縫形成的機(jī)理，并提出防止水泥混凝土路面發(fā)生裂縫的技術(shù)措施和建議。　　　　　　一、前言　　　　當(dāng)前，水泥混凝土路面在國(guó)、省道路面改造和農(nóng)村公路改造建設(shè)當(dāng)中的應(yīng)用比較普遍，水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、施工方便、工藝成熟、使用周期長(zhǎng)等方面的卓越性能，因而受到公路建設(shè)者和使用者的親睞。但其在施工和運(yùn)營(yíng)中容易出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，使建設(shè)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用大大增加。為了能更好地控制好水泥混凝土路面的質(zhì)量，減少混凝土路面裂縫的發(fā)生，下面對(duì)公路建

2、設(shè)當(dāng)中常見(jiàn)的水泥混凝土路面裂縫問(wèn)題以及產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析和探討?！　　　《⒘芽p成因　　　　裂縫是水泥混凝土路面最常見(jiàn)、最普遍的質(zhì)量病害。在水泥混凝土路面施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，其產(chǎn)生裂縫的原因很多，有水泥混凝土本身內(nèi)在的原因，如水泥、水、集料等組成材料內(nèi)在問(wèn)題，還有外部條件如基層的質(zhì)量、施工環(huán)境溫度以及施工工藝等原因。裂縫的產(chǎn)生從時(shí)間上可分凝結(jié)前和凝結(jié)后兩個(gè)過(guò)程?！　　　?一)凝結(jié)前　　水泥在水化過(guò)程中會(huì)使混凝土的體積發(fā)生變化，主要是水泥——水體系的體積減少，這種體積的減縮叫做混凝土的塑性收縮。塑性收縮均會(huì)使混凝土發(fā)生裂縫。主要有以下幾種情況：　　1．在混凝土凝結(jié)前，砼還

3、處于塑性狀態(tài)，其組成材料的密度不同而發(fā)生沉降收縮以及平面積較大的混凝土其水平方向的收縮比垂直方向難時(shí)，都會(huì)引起形成不規(guī)則的裂紋；　　2．當(dāng)混凝土中的水泥與水發(fā)生反應(yīng)，水泥水化物的體積會(huì)小于水泥和水的體積之和，加上混凝土內(nèi)部自由水析出，混凝土內(nèi)部會(huì)形成毛細(xì)管，毛細(xì)管張力會(huì)導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂；　　3．當(dāng)在干燥的基層上澆筑砼面層時(shí)，因其中的水分很快被基層吸收，使混凝土失水引起大的收縮而產(chǎn)生寬而深的裂縫；　　4．在凝結(jié)前這段時(shí)間，混凝土里水泥的水化反應(yīng)是一個(gè)放熱的反應(yīng)，這種反應(yīng)將使混凝土內(nèi)部溫度升高，產(chǎn)生體積膨脹，待水化反應(yīng)減慢以后，混凝土體積會(huì)收縮，因而引起應(yīng)力變化而使混凝土出

4、現(xiàn)裂紋?！　　　?二)凝結(jié)后4　　混凝土在凝結(jié)以后，混凝土強(qiáng)度會(huì)由于其物理和化學(xué)反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行而緩慢增長(zhǎng)。因此，在這一段時(shí)間混凝土?xí)捎谄鋬?nèi)在的原因與環(huán)境的不相適應(yīng)或由于施工及材料的問(wèn)題而產(chǎn)生裂縫，有以下幾種：　　1．收縮裂縫?；炷林糜谖达柡涂諝庵袝?huì)由于水分喪失而引起干燥收縮。水分蒸發(fā)使干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于砼的抗拉強(qiáng)度，使砼產(chǎn)生裂縫。它的主要特征是表面開(kāi)裂，走向縱橫交錯(cuò)，沒(méi)有一定的規(guī)律，形似龜紋，縫寬和長(zhǎng)度都很小。引起干縮裂縫的因素主要有：　　(1)水泥中的硅酸二鈣在干濕作用下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成具有一定膨脹性的復(fù)合無(wú)機(jī)鹽晶體，這種晶體體積變化很大。另外，水泥中的鋁

5、酸三鈣水化時(shí)需大量的水，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中膨脹值大，干燥時(shí)收縮亦大。這兩種物質(zhì)含量大時(shí)干縮性亦大?！　?2)砼中的用水量對(duì)干縮值有很大的影響，用水量與干縮值成一定正比例的線性關(guān)系，當(dāng)用水量增加時(shí)，收縮量值也增加?！　?3)骨料本身尺寸的大小與級(jí)配也會(huì)影響混凝土的收縮量。較大顆粒的骨料拌和成的混凝土收縮量會(huì)較低。級(jí)配良好時(shí)，空隙率小，砂漿含量減少，收縮值相對(duì)減少。對(duì)使用偏細(xì)砂時(shí)，由于其有較高的空隙含量，會(huì)使砼收縮值增大。骨料中含泥量大時(shí)由于粘土本身就很容易收縮，因此砼收縮值也會(huì)增大?！　?．溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。在混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的這段時(shí)間，混凝土里水泥的水化反應(yīng)是一個(gè)放熱的反應(yīng)

6、，這種反應(yīng)將使混凝土內(nèi)部溫度升高，產(chǎn)生體積膨脹，待水化反應(yīng)減慢以后，混凝土體積會(huì)收縮，因而引起應(yīng)力變化而使混凝土出現(xiàn)裂紋。同時(shí)，由于混凝土的傳導(dǎo)性能較低，類似絕緣體，加上混凝土塊體外部失去一些熱量使混凝土形成溫度梯度，在以后內(nèi)部的冷卻期間會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂。另外，晝夜溫差太大或者降雨后刮風(fēng)引起路面溫度驟降，均會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，在混凝土材料對(duì)溫度的變比而引起的伸縮量超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生裂縫。　　3．基層不合格而產(chǎn)生裂縫。由于在鋪筑面板前，對(duì)基層的縱、橫向斷裂沒(méi)有進(jìn)行徹底的修復(fù)，而基層的斷裂反射到面層，會(huì)使面層斷裂。另外，當(dāng)基層產(chǎn)生非擴(kuò)展性溫縮、干縮裂縫時(shí)，也會(huì)使面層產(chǎn)生

7、斷裂?！　?．原材料不良引起的裂縫。有以下幾種情況：(1)水泥安定性不良引起的裂縫。對(duì)水泥漿的基本要求是它一旦凝結(jié)，體積不會(huì)發(fā)生很大的變化。如果煅燒水泥的原料中含有的石灰相對(duì)過(guò)多，水泥熟料鍛燒不充分，氧化鈣(CaO)和氧化鎂(MgO)以游離狀態(tài)存在，并且產(chǎn)生過(guò)量的石膏。因?yàn)樗鼈兊乃^(guò)程延遲或很慢，導(dǎo)致水泥已凝結(jié)硬化后繼續(xù)水化而產(chǎn)生水化產(chǎn)物，又由于水化產(chǎn)物的體積比它原始游離caO和MgO等的體積大得多，這種在硬化的混凝土中的不均勻的體積膨脹使路面出現(xiàn)龜裂、斷板等?！　?2)因拌和物溫度過(guò)高，而出現(xiàn)“假凝”現(xiàn)象，并使砼板塊斷裂。水泥拌合后不久，便產(chǎn)生變