在路桥建筑事业工程中,混凝土是建筑工程中使用最普及的一种混合高性能材料。由于混凝土施工技术和建筑物变形及约束等一系列潜在原因,使混凝土随时都有可能发生裂缝。
裂缝尤其是道路路面深层裂缝的存在,是对路面的安全的极大隐患,它不仅会破坏道路深层结构的整体稳定牢固性,影响其承受力度状况稳定,还容易导致路面内部深层钢筋的腐蚀,大大的降低了建筑物结构的使用持久性。
混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其它外加大量材料混合而配置成的非均质的多项复合脆性材料。路面混凝土内层含有凝胶孔、毛细孔及打孔在微观上相互连通建成的空间孔隙网络,还存在大量微细裂缝。这些微细裂缝是存在于水泥水化凝结硬化施工过程中各组成分沉陷、干燥、碳化等因素产生的。这些裂缝通常是小石子与石灰砂浆粘结面上的裂缝(粘结裂缝)、砂浆本身的裂缝(砂浆裂缝)和穿越石子的裂缝。在荷载作用下,毛细孔与建筑物大孔以及微裂缝张开、长大,宏观上连通,最后形成裂缝。混凝土的力学性能特点是整体抗压强度大,抗拉强度小,裂缝的产生的原因是荷载的作用使混凝土内部的应力超过了混凝土承受的能力,混凝土的变形超过了其极限变形的能力。
1水泥混凝土路面裂缝的产生有哪些
1.1混凝土沉降裂缝。混凝土裂缝大多是因为路基基础处理的不规范、质量不达标发生的。支柱钢筋混凝土首层施工要求严密,工程要做到达到平整、达标、整体性能好,这几点是最基础的标准。如没能达到合格的标准,建筑物就会发生建筑物沉降,令路面结构的不均匀,使路面在承重的作用下发生超过了所能承受阻力致使物体损坏,使路面产生裂缝。路面受条件、环境,期限制,路基没有指定的沉降时间,更没有大量载重车辆的反复碾压,完完全全是靠压路机短时间的碾压,路基压实力度标准一般达不到预期的效果。容易造成道路路基不匀称塌陷,导致路面发生裂缝,甚至折断。
1.2 影响路面裂缝产生的因素
1.2.1 沥青混合料性质。混合料性质是影响路面温度开裂主要原因,混合料的劲度是决定路面是否开裂的根本因素,劲度又是决定混合料劲度关键。在性能指标中,温度大的更容易开裂。
1.2.2 路面材料性质。材料的收缩愈小,面层裂缝愈少。路面有透层以加强与面层粘结对抗开裂是有好处,面层的裂缝率有明显影响。
1.2.3 气候条件。极端低温度、降温速度、低温时间、升降温是气候影响路面温缩的四大要素。
1.3 混凝土裂缝
1.3.1 混凝土裂缝。一是混凝土拆模遇气温骤降寒潮天、二是混凝土产生水化热得不到散发,这些情况导致混凝土内外温差大,混凝土变形超过而引起裂缝。水化放出大量的热,混凝土内部温度高并在龄期出现温峰。混凝土到达高温度的时间是浇筑后3~6D,开始逐渐下降。如果依它自身冷却达稳定温度的历时是很长的。物体都有热胀冷缩的特性。内部混凝土在高温作用下要发生热胀,表层混凝土由散热快对内部混凝土热胀产生约束;或对遭温度骤降急剧收缩外部混凝土产生约束,但此时混凝土的抗拉强度极限拉伸值依然较低。由于温度时间短、幅度大,性能不能发挥作用,约束很大。温度应力极超过极限抗拉强,变形亦容易超当时极限拉伸,出现裂缝。
1.3.2 凝土有热胀冷缩性质,当内外部温度变化时,混凝土会产生形变。混凝土凝固期内,水泥的过程会释放出很多的热量,而混凝土是热的不良体,所以导致内部温度较高,产生膨胀,外部热量散失而体积缩,这种内胀外缩易致混凝土裂缝。
1.3.3 高温地区,尤其是夏季高温,混凝土浇筑后,如首层没有及时覆盖, 混凝土路受日光辐射作用致使温度迅速增高,内部温度增高较慢,内外温差效应会使混凝土产生裂缝。
1.4 干缩裂缝。凝土干缩裂缝。裂缝是由湿度变化发生的,占混凝土结构性裂缝的主要部分。混凝土以水泥为主要材料,以天然砂、石骨料加水拌合,经浇筑成型、凝结硬化形成的人工石材。施工中,为保证和易性,通常加入比水泥水化作用所需的水分多4~5倍的水。多出的水分以游离态形式,并在硬化中逐渐蒸发,从而在混凝土内部形成毛细孔、空隙、孔洞,造成混凝土收缩。混凝土硬化过程碳化作用也会引起凝土收缩。根据有关试验鉴定,凝土收缩量为0.04%~0.06%。可见,收缩是凝土固有的特性,一般说,水灰比越大、水泥强度越高、骨料越少、温度越高、失水越大,则其收缩值大,也易产生收缩裂缝。
1.5 车辆超载造成裂缝。交通运输的快速发展,超载车越来越多,造成水泥凝土面损坏,使路面开裂。目前超载情况相当普遍,超载率到了40%~80%,超出限载吨位2~3倍,超载是混凝土面开裂的原因。 2 预防混凝土路面裂缝的措施
2.1 从设计进行裂缝控制。为减少混凝土面裂缝,相关部门应认真地组织人员和有关专家,对混凝土面的设计及规范,进行深入地研究。根据当地地理位置、地形、沿线地质和水文,特别是交通的组成和车辆类别及地方材料供应情况,提出实际的轴载设计参数、结构、材料组成、填料、碾压方案,设计出水泥混凝土面板及完善的排水系统,提出经济的混凝土配比设计要求。
2.2限制政府的不科学行为。由于某些省市领导将这些工程建设看成是政府的业绩或者是为民办几件实事之一,要求施工工期一再缩短,到了严重违备科学规律办事的程度。人为的把工期缩短的工程比比皆是。桥梁构造物尚且可以通过增加人员设备投入,冬雨季安排施工来抢进度,而路基、路面施工则受到时间和气候的限制,不是简单的增加投入就能解决技术质量问题。政府行为在道路建设、道路运营阶段也起到很关键的作用。
2.3严格控制施工质量
2.3.1 严格控制路基施工质量。严格控制路面顶面标高,确保混凝土路面板厚度均匀一致。对于标高不足的路面禁止采用抛撒松散路面材料填补标高的方法,应坚决返工重做。确保路基平整、坚固、密实。
2.3.2 严格控制施工材料。严格做好材料管理工作,杜绝在水泥混凝土路面施工中使用不合格材料。合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。水泥应选用强度高、干缩性小、发热量少、抗磨性能及耐久性能好的水泥,对于安定性差,游离氧化钙超标及强度不足的水泥应禁止使用。
2.3.3 严格控制施工质量。混凝土路面振捣应以拌和物停止下沉、不再冒气泡、表层有水泥浆泛出为准,严防振捣不到位或过振;浇捣过程中应密切注意模板变形及漏浆,有发生现象应立即纠正;混凝土捣实后24H之内,不得受到振动。
3 结语
水泥混凝土路面裂缝产生的原因是比较复杂的,仅靠施工过程的质量控制是解决不好裂缝问题的,为确保施工质量,必须对症下药,严把材料质量关,改进施工工艺,完善方法,并在工作过程中努力学习,虚心请教,不断总结,不断提高。
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