水泥混凝土早期裂縫成因及防治

　　早期裂縫是水泥混凝土路面的關(guān)鍵問題，早期裂縫對于道路的使用壽命和運(yùn)營安全具有重要影響，需要在施工過程中進(jìn)行管理和控制。下面由小編為大家分享水泥混凝土早期裂縫成因及防治，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　1 水泥混凝土路面早期裂縫的成因分析

　　分析水泥混凝土路面的施工全過程，早期裂縫的形成主要是在水泥混凝土養(yǎng)護(hù)過程中產(chǎn)生，但其形成原因卻包含了水泥混凝土原材料質(zhì)量、配比，施工和易性、振搗和養(yǎng)護(hù)的控制，施工中溫度的影響等，這些成因是復(fù)雜的，但從裂縫形成的機(jī)理和呈現(xiàn)特點(diǎn)來看，早期裂縫的形成主要是水泥混凝土的塑性收縮、自收縮和溫度收縮等效應(yīng)形成，以下將從這三個方面剖析早期裂縫的成因特點(diǎn)和組成。

　　1.1 塑性收縮效應(yīng)

　　塑性收縮是水泥混凝土在澆筑振搗過程中，由于水分蒸發(fā)引起混凝土表面收縮而形成的裂縫，這些裂縫的分布沒有規(guī)律性，主要呈現(xiàn)網(wǎng)狀或者斜向，與路面結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)無必然聯(lián)系。塑性裂縫在水泥混凝土澆筑過程中或多或少會產(chǎn)生，其形成機(jī)理是水泥在硬化過程中，水分蒸發(fā)使得水泥混凝土的化學(xué)反應(yīng)受到影響，導(dǎo)致水泥混凝土各個材料不能完全黏結(jié)，形成了細(xì)微的裂縫。一般塑性裂縫主要發(fā)生在面層表面，因此表面的水分蒸發(fā)速度是最快的，失水效率也是最高的，因此塑性裂縫的深度一般在0～50mm之間。塑性開裂的程度與澆筑過程中氣溫、濕度和澆筑溫度等因素高度相關(guān)，氣溫越高、風(fēng)速越大、濕度越低，則水分的蒸發(fā)速度越快，裂縫也更容易產(chǎn)生。

　　1.2 自收縮效應(yīng)

　　自收縮是指水泥混凝土中的水泥在水化過程中需要消耗水分，這個水化過程使得混凝土的相對濕度變低，造成毛細(xì)孔、凝膠孔等缺少，造成膠凝料體積變小，即混凝土內(nèi)部部分材料收縮，而這種自收縮作用受到周邊其他材料的限制并產(chǎn)生裂紋。這種自收縮完全是水泥混凝土的本身特性所致，因此一般的施工過程都需要加入緩凝劑，延緩水泥混凝土的凝結(jié)，降低水化效率，從而減少不必要的自收縮裂縫。大量研究表明：未加入緩凝劑的混凝土，在初凝開始就會進(jìn)行自收縮，1d時間內(nèi)自收縮值就能達(dá)到28d的50%～60%，說明了自收縮主要發(fā)生在早期。為了避免自收縮效應(yīng)，需要加入一定量的緩凝劑以保證質(zhì)量。

　　1.3 溫度收縮效應(yīng)

　　溫度收縮是混凝土材料的一個關(guān)鍵問題。目前我國生產(chǎn)的水泥品種，其比表面都比較大，水泥的水化速度很快，這就使得水泥混凝土在澆筑過程中，在初凝的時間段內(nèi)水泥產(chǎn)生水化作用大量放熱，這些熱量可以使得澆筑的路面溫度上升6～10℃，而水化放熱完成后，周圍空氣和熱交換作用使得面層的溫度降低，而面層內(nèi)部的溫度尚無法進(jìn)行高效率的熱交換，使得路面的表面和內(nèi)部形成溫度差，這個溫度差的作用使得內(nèi)部水泥混凝土約束表面的收縮，導(dǎo)致面層混凝土開裂。一般而言，面層厚度越大，溫度收縮效應(yīng)越明顯，裂縫的數(shù)量、寬度和深度等也將越大，而水泥混凝土的水泥用量、周圍氣溫對溫度效應(yīng)也有顯著影響，例如水泥用量越大，則水化效應(yīng)更顯著，溫度收縮效應(yīng)也越大;周圍氣溫越大、晝夜溫差越大，則溫度的收縮效應(yīng)也越顯著。

　　2 水泥混凝土路面早期裂縫防治措施

　　明確了水泥混凝土的早期裂縫特點(diǎn)和成因后，可以針對裂縫形成的源頭建立防治措施和方法，保證水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。具體而言，可以從原材料控制、材料配比的控制、施工質(zhì)量控制、混凝土板切縫等方面形成防治措施。

　　2.1 原材料控制

　　水泥混凝土的原材料質(zhì)量是確保路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵，也是影響塑性收縮和自收縮效應(yīng)的關(guān)鍵。首先，水泥材料的選擇非常關(guān)鍵，為了降低早期裂縫，應(yīng)該選擇強(qiáng)度高、干縮性好及抗凍性能好的水泥材料，例如礦渣硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度低、水化熱又高，很容易產(chǎn)生早期裂縫，不宜采用。其次，混凝土骨料的級配和粒徑等也是重要影響因素，骨料應(yīng)該確保無風(fēng)化、含泥量低且強(qiáng)度足夠，骨料的粒徑應(yīng)該采用連續(xù)粒徑級配，保證集料與水泥的黏結(jié)密實(shí)而不容易產(chǎn)生離析;最后，水泥混凝土的混合料中水的質(zhì)量也需要保證，不能隨便采用江河水，需要確保用水的質(zhì)量滿足混凝土澆筑要求。

　　2.2 材料配比的控制

　　原材料的配比同樣影響水泥混凝土的早期性能，這其中水泥用量和水用量是需要特別關(guān)注的配比，除溫度收縮效應(yīng)外，塑性收縮和自收縮都是由于水分的蒸發(fā)或者水泥用量太多引起，因此需要控制混凝土在必要的潮濕狀態(tài)下硬化。水泥在水化過程中需要少量的水，而大部分的水是為了保證混凝土的和易性，因此需要嚴(yán)格控制配比中的單位用水量。減水劑是一種較為有效的含水量控制方法，在水泥硬化過程中加入早強(qiáng)劑有利于減少裂縫形成。

　　2.3 施工質(zhì)量控制

　　早期裂縫的形成因素之一是水泥混凝土各種配料之間連接不緊密，為了保證不均勻的收縮，需要在振搗過程中將水泥混凝土各種混合料振搗密實(shí)，在保證密實(shí)的情況下還需要確保振搗的均勻，一般振搗不好的部位也是最容易產(chǎn)生早期裂縫的部位。此外，振搗過程中還需要對混合料的含水量進(jìn)行控制，根據(jù)實(shí)際的振搗情況以及混合料的運(yùn)輸距離、攤鋪時間等進(jìn)行合理調(diào)控。另外，水泥混凝土路面壓實(shí)完成后，還需要進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)也是避免早期裂縫的關(guān)鍵工序，養(yǎng)生的過程是要確�；炷�土與周圍環(huán)境溫度差別不至于過大，同時要確保養(yǎng)護(hù)環(huán)境的濕度，避免早期裂縫的形成和發(fā)展，當(dāng)水泥路面達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的抗拉強(qiáng)度后，可不再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

　　2.4 混凝土板切縫

　　由于水泥混凝土路面是面狀結(jié)構(gòu)，在澆筑完成后溫度收縮效應(yīng)是影響其質(zhì)量的關(guān)鍵，即便養(yǎng)護(hù)完成，由于環(huán)境的晝夜溫差等作用，都可能會在路面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生早期裂縫，因此應(yīng)該及時進(jìn)行切縫處理�；炷�土板的切縫應(yīng)該結(jié)合環(huán)境的變化進(jìn)行調(diào)整，基本原則是確保切縫的質(zhì)量，不引起路面損壞，切縫的時機(jī)是混凝土板達(dá)到基本強(qiáng)度后開展。

　　3 結(jié)論

　　早期裂縫是水泥混凝土路面的關(guān)鍵問題，早期裂縫對于道路的使用壽命和運(yùn)營安全具有重要影響，需要在施工過程中進(jìn)行管理和控制。論文探討了水泥混凝土路面早期裂縫的形成原因，剖析了塑性收縮、自收縮和溫度收縮是早期裂縫產(chǎn)生的三個主要原因，并探討了其內(nèi)在影響機(jī)理，最后提出了處置早期裂縫的方法，應(yīng)該從原材料、配比、施工管控和混凝土面板切縫等措施出發(fā)，以保證水泥混凝土路面的施工質(zhì)量，降低早期裂縫的形成和發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 胡敏玲，胡力群.水泥混凝土路面早期裂紋、裂縫成因及其防治措施[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006(1)：130-133.

　　[2] 王鵬.淺談水泥混凝土路面早期裂縫危害及分類防治[J].北方交通，2008(6)：34-35.

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