山区水泥混凝土路面早期裂缝的预防

水泥混凝土路面应用技术已经成熟, 而且因为其优良的技术性能使该路面发展非常迅速。目前大量用于了城市、通乡和通村公路的建设。但是任何事物都不是完美的, 水泥混凝土也存在许多缺陷, 如水化热、早期养护强度高、断交施工、工期延长等, 特别是水泥混凝土早期裂缝是质量难题, 因此, 怎样提高水泥混凝土路面的内在质量, 如何防止水泥混凝土早期裂缝, 是施工中的首要问题。本文对山区混凝土路面产生早期裂缝的原因以及防治措施进行了初步探讨。

1 产生早期裂缝的原因

水泥混凝土路面产生裂缝的原因很复杂, 综合分析路面产生早期开裂原因有以下几点。

(1) 基层稳定性不足:基层强度低或强度不均匀。

(2) 切缝不及时:切缝太晚, 板底各断面的摩擦系数不等, 拉应力和温度应力集中, 超过混凝土路面的拉应力。

(3) 水泥安定性不合格, 水泥质量波动大。

(4) 混凝土的配合比中粒料级配不合理:混凝土的材料、配合比、水灰比对混凝土的强度和均匀性起着非常重要的作用。在施工中常有骨料粒径偏粗, 级配较差, 用水量控制不严, 真空吸水作业中搭配不良等。

(5) 施工温差过大:由于山区的气温温差比较大, 再加上混凝土的传热速度慢, 面板成型前后的气温不稳定, 所以会直接导致面板顶部与底部的温度相差大, 最终对混凝土的面板造成损坏。

(6) 基层的养护时间不够:一般情况下, 高等级公路水泥混凝土路面, 采用的结构都是半刚性的。因为基层的结构必须要实, 养护效果要好。但是现实情况中, 往往会出现铺筑的路面层养护不好, 过早的造成了裂缝。

(7) 路面设计强度不够, 过早开放交通。如插入式振捣器造成混凝土集料分布不均, 混凝土骨料的含泥量过大;混凝土路面养生不及时等原因。

2 早期裂缝的预防

针对混凝土路面早期裂缝产生的原因, 可在施工中采取如下预防措施。

2.1 水泥中的C3A愈低愈好

混凝土的用水量是由两个方面所决定的即水泥稠度和用量。混凝土的收缩很大程度上是由于水泥细度、组分不合理, 而影响混凝土的中游离水量。C3A的发热量大, 放热早, 因此AO3含量高的水泥, 混凝土温度升高快, 引起混凝土热胀冷缩、量大而早。所以道路用水泥必须限制其中的C3A含量。另外, 水泥中石膏含量不足, 也使混凝土具有较大的收缩。SO3在水泥中的含量为3.1%时, 干缩越小, 当其含量超过比值时, 干缩又渐增大。我国水泥标准规定, 水泥中的SO3含量不大于3.5%。Mg O含量少时, 有减少混凝土收缩的作用。矿渣硅酸盐水泥的需要量大, 故导致混凝土的收缩也大。各种水泥的干缩次序如下:矿渣水泥>普通水泥>早强水泥>粉煤灰水泥。

2.2 水灰比选用较小值, 用水量尽量采用最小值

水灰比 (W/C) 增大, 混凝土的强度降低, 弹性模量减小, 故混凝土的干缩、徐变都增大。

2.3 掺用减水剂, 减小干缩

掺用缓凝型的减水剂, 可使用混凝土的干缩减小, 并且能改善混凝土的和易性, 降低W/C, 提高混凝土的早期强度和耐久性。在施工中, 要通过具体的试验来选择, 不能盲目的使用减水剂。

2.4 掺用适量的优质粉煤灰

因为优质粉煤灰的内比表面积小从而降低了混凝土的干缩。我国规定Ι级灰的需水量比≤95%, 细度烧失量≤5%, 采用这种材料能增高强度, 降低干缩, 所以应当尽量利用其总掺用量一般控制为15% (连同水泥中原有的混合料) 。Ⅱ级灰的需水量比为95%~105%, 可根据条件超量取代水泥, 通过试验, 适量掺入混凝土中。Ⅲ级灰因其需水量比大于105%, 故应严禁使用。

2.5 选好碎石

矿石宜细不宜粗;石子表面含泥愈少愈好;骨料级配应良好。

骨料的级配、最大粒径、粒形和表面的特性都影响混凝土的工作性的骨料用量, 因而影响混凝土的用水量, 间接影响混凝土的干缩。混凝土中骨料含量越高, 其收缩越小。

2.6 避开高温施工

因为混凝土遇高温会造成路面的早期裂缝, 所以尽量在施工的时候要夜间操作。如果太热, 也可以用以下方法来进行降温, 比如:冰水, 掺刨冰, 液氮等等。

2.7 气温急剧下降应对混凝土进行保护

环境气温急剧下降时, 对混凝土进行保温和养护, 是防止混凝土开裂的重要措施。

2.8 加强潮湿养护

根据混凝土的特性来看, 它在湿度大于94%时, 是膨胀的, 所以可推断在其以下的湿度是收缩状。根据这个特性, 如果混凝土的用水量保持一直大于水泥水化的水量, 在养护合理的情况下, 可以很好的保护水分, 所以这种方法也是可以避免早期的裂缝问题。

2.9 及时切缝

造成混凝土路面裂缝的原因众多, 但是只要我们及时切缝, 就往往不是很容易看出。切缝很重要, 要适当的切, 具体要掌握在不啃边的情况下切。

2.1 0 配合比设计

以往的施工过程中很明显的指出, 基层厚度与水泥混凝土板裂缝直接影响着土基设计的CBR值。CBR高, 虽然基层很薄, 混凝土板不会出现裂缝;CBR低, 因为基层的厚度太大, 加上水也可能造成裂缝。

混凝土配合比设计中, 应严格控制粗骨料的粒径, 试验表明随着混凝土集料颗粒尺寸的减小, 混凝土抵抗开裂的能力有所提高, 抗折强度增加, 而脆度降低。

3 结语

通过施工各环节的精心控制, 严格按规范要求施工, 上下一心、齐心协力, 山区水泥混凝土早期裂缝的难题是可以且容易解决的。在施工中, 应认真总结经验, 找准控制难点, 再次施工时注意克服, 直至消除隐患, 水泥混凝土早期裂缝的难题终将解决, 创造优良的工程质量是完全可以实现的。

摘要：分析山区水泥混凝土路面早期裂缝产生的原因, 提出应采取的相应预防措施以防止混凝土路面早期开裂, 从而大大延长了水泥混凝土路面的使用寿命, 降低了维修和养护费用。

关键词：水泥混凝土路面,早期裂缝

参考文献

[1] JTGF30—2003, 公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].