周惠菊
(安徽省公路橋梁工程公司,安徽 合肥 230031)
近年來,隨著通村道路建設(shè)步伐的加快,水泥路面在我國以每年幾十萬公里的速度增長。但水泥路面早期裂縫嚴(yán)重影響水泥路面的工程質(zhì)量和使用質(zhì)量?,F(xiàn)以某省道大修工程為例,介紹一些預(yù)防水泥路面早期裂縫的具體措施和對(duì)策。
鋼筋混凝土是當(dāng)今最主要的建筑材料之一,但混凝土開裂的問題是建筑施工中一個(gè)普遍性的技術(shù)問題。裂縫一旦形成,特別是貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位,危害極大,它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性,削弱構(gòu)件的承載力,同時(shí)可能會(huì)危害到建筑物的安全使用。
水泥路面早期裂縫為混凝土面板澆注后,未開放交通就出現(xiàn)了斷板、裂隙。通過對(duì)施工中出現(xiàn)的早期裂縫現(xiàn)象,進(jìn)行現(xiàn)場觀察、調(diào)查和分析,確定水泥路面早期裂縫成因主要有以下幾點(diǎn)。
混凝土自身特性一收縮,這種現(xiàn)象分為干縮、冷縮、塑性收縮、化學(xué)收縮和碳化收縮。
(1)干縮是指混凝土終凝以后出現(xiàn)的體積減小的現(xiàn)象。
(2)冷縮是因水泥水化放熱產(chǎn)生的。水泥水化發(fā)生放熱反應(yīng),水泥混凝土升溫,混凝土則相對(duì)膨脹,水化熱達(dá)到頂峰時(shí)產(chǎn)生峰溫。過后由于降溫,混凝土體積會(huì)縮小而產(chǎn)生裂縫。
(3)塑性收縮是混凝士處于塑性狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的體積減小的現(xiàn)象。由于混凝土蒸發(fā)失水或因基層干燥吸濕引起濕差。加上不均勻沉降受到限制(如大粒徑集料),或當(dāng)面積較大的混凝土,其水平方向的減縮比垂直方向更難時(shí),就會(huì)形成不規(guī)則的裂紋?;炷了嘤昧坑撸炷劣步Y(jié)愈快,塑性收縮就愈大。
(4)化學(xué)收縮是混凝土中水泥水化過程中產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)而引起的收縮。與水泥本身化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。
(5)碳化收縮是由于混凝土碳化而引起的收縮,是一種特殊的化學(xué)收縮。
(1)面板尺寸設(shè)計(jì):面板每塊的長度、寬度和厚度比例不合理,以致水泥路面在凝結(jié)期間,不能抵抗自身收縮、外界環(huán)境及行車的影響所產(chǎn)生應(yīng)變。
(2)橫向施工縫設(shè)計(jì):水泥路面橫向施工縫基本設(shè)計(jì)為埋設(shè)傳力桿。前班施工的水泥路面已經(jīng)凝固,與傳力桿粘結(jié)力較高(雖說涂有隔離膜,設(shè)計(jì)有套筒),在夜間氣溫降低時(shí),傳力桿會(huì)隨著前班水泥路面的冷縮拉動(dòng),從而拉裂后澆注的面板。
(3)縱向施工縫設(shè)計(jì):為防止面板側(cè)移,縱向施工縫設(shè)計(jì)基本為埋設(shè)長70cm的Φ14螺紋鋼筋。后半幅澆注的混凝土,由于前半幅預(yù)埋的拉桿會(huì)隨著車輛的作用上下抽動(dòng)而拉裂面板。
混凝土強(qiáng)度是水泥路面裂縫的一個(gè)重要影響因素,影響強(qiáng)度的主要因素有水灰比、含砂率、集料尺寸或級(jí)配等。
(1)水灰比影響,當(dāng)水灰比小,和易性就差;水灰比增大,強(qiáng)度就會(huì)降低。
(2)含砂率,在實(shí)際施工中,適當(dāng)提高含砂可提高混凝土的抗彎拉強(qiáng)度,但同時(shí)也會(huì)降低混凝土的抗壓強(qiáng)度。
(3)集料尺寸偏大、級(jí)配偏粗時(shí),混凝土抗壓強(qiáng)度就高,抗彎拉強(qiáng)度就低。
水泥路面施工是工程質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)。施工材料的優(yōu)劣,施工季節(jié)的選擇,合理的施工機(jī)械、施工工藝等都關(guān)系到面板的質(zhì)量和壽命。
(1)配合比控制。水泥用量、水灰比、砂率等指標(biāo)直接影響混凝土強(qiáng)度;拌制混凝土機(jī)械設(shè)備性能差,拌制混凝土前未檢測集料,特別是細(xì)集料的含水量,致水灰比與設(shè)計(jì)偏離較大,造成混凝土離析或者和易性差,影響強(qiáng)度的均勻性。
(2)集料含泥量、有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo),影響水泥與集料的界面粘結(jié)。集料礦物質(zhì)成分亦關(guān)系著水泥與集料界面的粘結(jié)力,如親水性較強(qiáng)的石灰石、石英石等集料就與水泥界面粘結(jié)力大;顆粒大小不均勻,含水量不穩(wěn)定,則影響混凝土的均勻程度。
(3)混凝土拌和?;炷涟韬蜁r(shí)間控制不嚴(yán)格,為趕工程進(jìn)度,拌和時(shí)間不足易出現(xiàn)混凝土拌和不均勻。
(4)水泥路面收面、養(yǎng)護(hù)覆蓋時(shí)間不及時(shí),造成面板表面風(fēng)干干裂。
(5)縮縫切割不及時(shí),或者切割縮縫深度不足,造成混凝土內(nèi)應(yīng)力集中,導(dǎo)致面板從薄弱處形成不規(guī)則裂縫。
①拌和機(jī)械:一般情況下應(yīng)選擇強(qiáng)制式混凝土拌和設(shè)備,自動(dòng)計(jì)量加水、水泥、砂石。拌和設(shè)備的型號(hào)應(yīng)和混凝土攤鋪能力相匹配,盡量避免堆料、斷料現(xiàn)象。
②運(yùn)輸機(jī)械:根據(jù)運(yùn)距選擇機(jī)械類型,應(yīng)盡量選用混凝土運(yùn)輸專用車輛。無條件時(shí).選用震動(dòng)小、速度快、自卸方便的小型運(yùn)輸車輛。
小型強(qiáng)制拌和機(jī)械上料一定要遵守各類材料的上料順序,確保上料配比穩(wěn)定。要求原材料計(jì)量誤差:水泥±2%、粗細(xì)集料±3%、水±1%以內(nèi)。加料順序一般是先上粗集料(碎石),然后上水泥,最后上細(xì)集料(砂)。
水泥混凝土澆注主要是掌握澆注工藝的均衡性、連續(xù)性,均衡性就是攤鋪、振搗、收面等工藝在時(shí)間、工作能量上要保持相對(duì)一致,避免不均勻現(xiàn)象出現(xiàn);連續(xù)性就是要保持施工連續(xù),不得無故間斷,如果施工間斷,則應(yīng)采取措施防止不連續(xù)現(xiàn)象可能引起的質(zhì)量問題,如設(shè)置施工縫等。
晝夜溫差<20℃時(shí),直接采用廢棉布加濕覆蓋養(yǎng)生。晝夜溫差>20℃,或者刮風(fēng)天氣,則建議采用塑料布進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生。
及時(shí)切割混凝土板縮縫對(duì)預(yù)防早期裂縫極為重要。切縫時(shí)間應(yīng)控制在溫度×?xí)r間=240℃·h以內(nèi),最長不超過360℃·h否則就會(huì)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。
[1]許永明.公路養(yǎng)護(hù)與管理[M].北京:人民交通出版社,1998.
[2]中華人民共和國交通部.公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF—30—2003)[M].北京:人民交通出版社,2003.
[3]傅沛興,單文謙.混凝土裂縫原岡淺析[J].建筑技術(shù)開發(fā),2005(1):40-43.