楊 光

1 水泥混凝土早期斷板的原因

所謂早期斷板是指施工過(guò)程中到竣工后通車使用不超過(guò)6個(gè)月時(shí),板面發(fā)生斷裂現(xiàn)象。其主要原因如下。

1.1 原材料影響

1)水泥的安定性差,強(qiáng)度不足。水泥中的游離氧化鈣在凝結(jié)過(guò)程中水化很慢,水泥凝結(jié)硬化后還在繼續(xù)起水化作用,當(dāng)游離的氧化鈣超過(guò)一定限量時(shí),就會(huì)破壞已經(jīng)硬化的水泥石或使抗拉強(qiáng)度下降。水泥強(qiáng)度不足也會(huì)影響混凝土的初期強(qiáng)度,使開(kāi)裂斷板的幾率大大增加。水泥的水化熱高,收縮大也易導(dǎo)致開(kāi)裂。2)集料(砂、碎石等)含泥量及有機(jī)質(zhì)含量過(guò)大。水泥混凝土中水泥石與骨料的界面粘結(jié)不良往往是產(chǎn)生初期開(kāi)裂的薄弱部位。集料的含泥量和有機(jī)質(zhì)超過(guò)規(guī)范要求,就會(huì)造成界面缺陷,容易開(kāi)裂。

1.2 混凝土配合比影響

1)混凝土中的水泥用量和水灰比越大,收縮量則越大,單位水泥用量偏大,使水化熱和收縮增加;水泥用量低,強(qiáng)度不足,都易導(dǎo)致水泥混凝土路面早期斷裂。2)水泥完全水化的最低水灰比約為0.26～0.29,施工中采用較高的水灰比為了滿足和易性的需要以利于施工。但偏大的水灰比增加水泥混凝土初期骨料表面的水膜厚度,降低強(qiáng)度,導(dǎo)致混凝土路面斷裂。

1.3 路基及基層影響

1)路基填筑使用了不適宜的材料。由于施工中在路基填筑材料方面控制不嚴(yán),使用了不適宜材料從而造成路基下沉或塌方,以致影響路面直到路面混凝土板破壞。2)軟基處理不當(dāng)。如停車場(chǎng)原地貌為河流、溝渠等常年積水的淤泥及淤泥質(zhì)土,軟土地段路基填筑設(shè)計(jì)要求回填80 cm厚石方,但是施工時(shí)未認(rèn)真按要求處理或處理不完善給路基的穩(wěn)定造成了隱患,形成路基的沉陷或滑移,最終影響路面混凝土板面破壞。3)基層影響?；鶎硬黄秸菇缑婺Σ亮υ龃?在過(guò)薄或過(guò)厚交界處使混凝土形成不均勻收縮導(dǎo)致開(kāi)裂?；鶎痈稍锘蛴盟缮⒉牧咸幚砘鶎訕?biāo)高、不平整,使混凝土底部失水,降低強(qiáng)度導(dǎo)致開(kāi)裂。

1.4 施工工藝影響

1)由于混凝土攪拌時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)、原材料計(jì)量不準(zhǔn)確導(dǎo)致配合比改變、混凝土拌合料停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致拌合料離析,及振搗不密實(shí)形成強(qiáng)度不足或不均勻,導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度開(kāi)裂。2)切縫不及時(shí),由于機(jī)具故障或操作人員切縫時(shí)間掌握不準(zhǔn)確或切縫深度不足,造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中,在混凝土板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。3)由于養(yǎng)生不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)造成開(kāi)裂。尤其是保溫、保濕措施不到位、風(fēng)速大造成混凝土內(nèi)外溫差大,使混凝土表面水分蒸發(fā)太快,從而形成干縮裂縫。

1.5 環(huán)境條件

1)混凝土板的裂縫是由混凝土板的收縮與翹曲引起的,環(huán)境條件不同,混凝土板上下部失水快慢不同,溫度降低引起收縮,混凝土板上下溫差產(chǎn)生翹曲等。2)混凝土在收縮翹曲過(guò)程中,受到基層的摩阻力、粘結(jié)力以及板周邊的約束力。在強(qiáng)限制條件下,混凝土收縮變形會(huì)引起內(nèi)部很大的彈性拉應(yīng)力,徐變松弛后的拉應(yīng)力增長(zhǎng)超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),混凝土路面就會(huì)開(kāi)裂。

2 水泥混凝土路面早期斷板的防治

2.1 原材料控制

1)對(duì)于安全性差及強(qiáng)度不足的水泥禁止使用;不同廠家、不同種類、不同批產(chǎn)的水泥嚴(yán)禁混合使用。盡可能采用早期強(qiáng)度高、水化熱低的水泥。

2)盡量降低集料的含泥量,級(jí)配應(yīng)符合配合比要求。

2.2 混凝土配合比控制

1)按試驗(yàn)混凝土配合比準(zhǔn)確配料,單位水泥用量要精確,誤差值控制在1%以內(nèi)。

2)集料的含水量要及時(shí)試驗(yàn)取量,控制適宜的用水量,保持水灰比的準(zhǔn)確,為減少用水量,改善和易性可使用合適的外摻劑,用水量誤差不超過(guò)1%,外加劑控制在2%以內(nèi)。

3)嚴(yán)格控制水灰比,可摻適量減水劑。

2.3 面層施工控制

1)嚴(yán)格控制運(yùn)輸、攤鋪和振搗整平。盡量減少運(yùn)輸距離,控制出機(jī)速度,減少混合料等待時(shí)間,要控制入模前的坍落度和和易性,對(duì)離析的混合料要二次拌和。攤鋪前要嚴(yán)格控制運(yùn)輸車輛的出料高度在1.5 m以內(nèi),隨倒隨鋪以免混合料產(chǎn)生離析。水泥混凝土必須振搗均勻密實(shí),如果水泥混凝土振搗不均勻,造成水泥混凝土的密實(shí)度不均勻,密實(shí)度大與密度小的水泥混凝土產(chǎn)生了不同應(yīng)力,在密度小的區(qū)域內(nèi)混凝土面板下部多形成蜂窩和空洞,造成了承受應(yīng)力的薄弱部位,從而容易產(chǎn)生早期斷板。2)正確安裝傳力桿可以防止斷板。傳力桿的安裝必須遵照規(guī)范要求,按設(shè)計(jì)進(jìn)行,使傳力桿與道路中線及路面平行,如果傳力桿安裝偏斜則在傳力過(guò)程中會(huì)將混凝土頂破,從而形成裂縫斷板。3)混凝土路面的早期養(yǎng)生。采用覆蓋養(yǎng)生,保證混凝土面板表面濕潤(rùn)。養(yǎng)生要及時(shí),養(yǎng)生不及時(shí),極易產(chǎn)生開(kāi)裂,并且對(duì)混凝土強(qiáng)度影響很大,早期強(qiáng)度損失大,后期難以補(bǔ)救。4)掌握準(zhǔn)確的切縫時(shí)間。切縫是混凝土路面橫縫的主要施工方法。切縫關(guān)鍵是要掌握好適宜時(shí)機(jī),過(guò)早易發(fā)生啃邊,殘缺不齊;過(guò)晚會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則斷裂。切縫時(shí)間根據(jù)混凝土試塊強(qiáng)度增長(zhǎng)情況而定,一般在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%前后即可切割,但由于現(xiàn)場(chǎng)氣溫和水泥品種對(duì)混凝土強(qiáng)度和縮裂會(huì)產(chǎn)生很大影響,因此必要時(shí)可采取長(zhǎng)距離(一般3塊～4塊板)提前切縫,以避免混凝土板的不規(guī)則斷裂。一般應(yīng)采用多臺(tái)切縫機(jī)同時(shí)作業(yè),以保證切縫及時(shí)。切縫深度為混凝土板厚的1/4～1/3,不宜切縫太淺(少于 1/4)或太深(多于1/3),剩余斷面部分能吸收由于高溫產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

2.4 路基、基層的控制

1)路基施工質(zhì)量控制。清表要徹底,不適宜的材料應(yīng)全部清除且按規(guī)范要求搞好基底壓實(shí)。軟基處理要慎重,并采用合理的施工方案和施工工藝,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行軟土地基處理。路基填筑過(guò)程中,要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好填料,控制填鋪厚度和粒徑,控制壓實(shí)含水量與最佳含水量之差在規(guī)定的范圍內(nèi),每層填筑要整平后壓實(shí),形成橫向路拱,做好臨時(shí)排水使路基干燥。

2)路面基層質(zhì)量控制?；鶎討?yīng)該有很大的穩(wěn)定性和均勻性。a.基層應(yīng)盡可能采用水泥穩(wěn)定基層,嚴(yán)格控制細(xì)料,以增加基層的水穩(wěn)性;b.嚴(yán)格控制基層的厚度,保證強(qiáng)度的均勻;c.采用廠拌法拌基層料,確保拌和均勻和配料準(zhǔn)確;d.按照設(shè)計(jì)要求,保證基層的密實(shí)度。

2.5 邊界影響的控制

1)要及時(shí)將后澆筑的面板切縫。

2)有中央分隔帶、路緣石等結(jié)構(gòu)物施工時(shí),應(yīng)在與混凝土面板接觸處涂刷瀝青,使雙方自由伸縮。

3)基層養(yǎng)生結(jié)束后,及時(shí)澆筑水泥混凝土路面,以防止基層因暴露時(shí)間長(zhǎng)而產(chǎn)生干縮裂縫。若基層出現(xiàn)裂縫,應(yīng)采取封閉裂縫處理,預(yù)防因基層裂縫反射到面板上來(lái)。

2.6 環(huán)境影響的控制

1)在施工中要避免產(chǎn)生較大的溫差效應(yīng)。溫差效應(yīng)過(guò)大或突變?nèi)菀自斐苫炷涟迕鎻?qiáng)度形成的不同步。氣溫較高時(shí),上部強(qiáng)度的形成比下部要快;當(dāng)氣溫較低時(shí),上部強(qiáng)度的形成比下部要慢,就會(huì)誘發(fā)強(qiáng)度較低部位拉斷開(kāi)裂,形成不規(guī)則斷裂。2)混凝土板凝固階段的溫度特性:在水化熱、氣溫和日光輻射的作用下,板溫隨澆筑時(shí)間不同在不同時(shí)刻出現(xiàn)峰值和谷值,預(yù)測(cè)施工開(kāi)始時(shí)的氣溫,預(yù)測(cè)終凝時(shí)的板溫,預(yù)測(cè)板溫等于預(yù)測(cè)氣溫加上板溫與氣溫的差,終凝時(shí)間一般不超過(guò)12 h,將實(shí)測(cè)開(kāi)始澆筑混凝土的溫度與第12小時(shí)的預(yù)測(cè)板溫連線,求第10小時(shí)的板溫為鋸縫控制溫度,從而求出合理鋸縫時(shí)機(jī),一般上午澆筑的板當(dāng)天鋸縫,下午澆筑的板次日清晨鋸縫。

3 結(jié)語(yǔ)

混凝土路面早期斷板的原因如上所述,施工生產(chǎn)中只有逐一落實(shí)控制,才能有效地預(yù)防斷板的出現(xiàn)。同時(shí),還要及時(shí)采取措施,封填微裂縫,如灌注環(huán)氧樹(shù)脂,并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作,對(duì)排水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)處理,避免造成較大的病害。

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