从技术角度谈水泥砼路面裂缝成因及预防措施

1、从技术角度谈水泥碗路面裂缝成因及预防措施肖日鹏李宪富赣州市公路管理局龙南分局341700摘要木文结合笔者多年来的施工实践，分析了水泥碗路面裂缝产生的形式及形 成原因，提出了预防措施。关键词水泥碗路面裂缝成因预防措施一、水泥碗路面裂缝产牛的原因裂缝是水泥混凝土路面最常见、最普遍的质量病害。在水泥混凝土路面施工 及运营过程中，其产生裂缝的原因很多，有水泥混凝土木身内在的原因，还有外 部条件如基层的质量、施工环境温度以及施工工艺等原因。裂缝的产牛从时间上 可分凝结前和凝结后两个过程。(-)水泥凝结前水泥在水化过程中会使混凝土的体积发牛变化，主要是水泥一一水体系的体 积减少，这种体积的减缩叫做混凝土的

2、塑性收缩。塑性收缩均会使混凝土发牛裂 缝。主要有以下几种情况：1. 在混凝土凝结前，碗还处于塑性状态，其组成材料的密度不同而发牛沉 降收缩以及平面积较大的混凝土其水平方向的收缩比垂直方向难时，都会引起形 成不规则的裂纹；2.当混凝土中的水泥与水发牛反应，水泥水化物的体积会 小于水泥和水的体积之和，加上混凝土内部自由水析出，混凝土内部会形成毛细 管，毛细管张力会导致混凝土开裂；3.当在干燥的基层上浇筑碗面层时，因其 中的水分很快被基层吸收，使混凝土失水引起大的收缩而产牛宽而深的裂缝； 4.在凝结前这段时间，混凝土里水泥的水化反应是一个放热的反应，这种反应 将使混凝土内部温度升高，产生体积膨胀，待

3、水化反应减慢以后，混凝土体积会 收缩，因而引起应力变化而使混凝土岀现裂纹。(二)水泥凝结后混凝土在凝结以后，混凝土强度会由于其物理和化学反应的持续进行而缓慢 增长。因此，在这i段吋间混凝土会由于其内在的原因与环境的不相适应或由于 施工及材料的问题而产生裂缝，有以下几种：1 收缩裂缝。混凝土置于未饱和空气中会由于水分丧失而引起干燥收缩。 水分蒸发使干缩产生的拉应力大于碗的抗拉强度，使栓产生裂缝。它的主要特征 是表面开裂，走向纵横交错，没有一定的规律，形似龟纹，缝宽和长度都很小。 引起干缩裂缝的因素主要有:(1)水泥中的硅酸二钙在干湿作用下，发生化学反 应，形成具有一定膨胀性的复合无机盐晶体，这种

4、晶体体积变化很大。(2)確中 的用水量对干缩值有很大的影响，用水量与干缩值成一定正比例的线性关系，当 用水量增加时，收缩量值也增加。(3)骨料本身尺寸的大小与级配也会影响混凝 土的收缩量。较大颗粒的骨料拌和成的混凝土收缩量会较低。级配良好吋，空隙率小，砂浆含量减少，收缩值相对减少。对使用偏细砂时，由 于其有较高的空隙含量，会使磴收缩值增大。骨料中含泥量大吋由于粘土本身就 很容易收缩，因此桧收缩值也会增大。2. 温度应力而产生的裂缝。在混凝土强度增长的这段时间，混凝土里水泥 的水化反应是一个放热的反应，这种反应将使混凝土内部温度升高，产生体积膨 胀，待水化反应减慢以后，混凝土体积会收缩，因而引起

5、应力变化而使混凝土出 现裂纹。同吋，由于混凝土的传导性能较低，类似绝缘体，加上混凝土块体外部 失去一些热量使混凝土形成温度梯度，在以后内部的冷却期间会产生开裂。另外, 昼夜温差太大或者降雨后刮风引起路面温度骤降，均会产生较大的温度应力，在 混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量超过抗拉强度吋，就会发生裂缝。3基层不合格而产生裂缝。由于在铺筑面板前，对基层的纵、横向断裂没 有进行彻底的修复，而基层的断裂反射到面层，会使面层断裂。另外，当基层产 生非扩展性温缩、干缩裂缝吋，也会使面层产生断裂。4.原材料不良引起的裂缝。有以下几种情况:(1)因拌和物温度过高，而出 现“假凝”现象，并使磴板块断裂。水泥

6、拌合后不久，便产生变硬，重新搅拌后 又恢复了塑性，并逐步正常硬化。这一过程中开始岀现的现象即为“假凝”。这 是因为水泥中含有半水石膏或无水石膏，当水泥同水拌和吋，这些化合物会生产 石膏，使水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳，使轮拌和物的和易性变差，并影响后 期强度。另外，内部热量不易散发，会使体积膨胀，引起混凝土裂开。这种不正 常的早期固化即过早变硬现象对水泥浆体的强度并无不利影响，但却影响施工, 也会造成裂缝。因此，为防止混凝土发生假凝现象，将假凝的水泥存放一定的时 间或在制备混凝土吋，适当延长搅拌吋间。（2）水及骨料中有害杂质对水泥混凝 土的腐蚀。水质不纯及骨料中的有害杂质会扰乱水泥的凝结，而且

7、会对混凝土的 强度产生不利影响，并且会造成水泥栓中钢筋的锈蚀。有害杂质与卷产生反应生 成易溶于水的物质，使混凝土腐蚀，强度降低，产生早期裂缝，在自然因素和车 辆荷载等综合作用下，裂缝进一步扩展，导致混凝土路面板断裂。二、裂缝的预防措施1. 控制和预防混凝土在这一阶段产生裂缝。首先，应降低水分从混凝土表 面的蒸发速度，在混凝土尚未出现析水前，防止强风吹拂和烈日曝晒；其次，尽 快修整抹面，及吋养护，防止碗表面水分蒸发而干燥，并采用二次抹面，以减少 表面收缩裂纹；最后，在浇筑咼前，应将基层浇湿。必须避开在高温气候条件施 工，因在高温天气下，水泥水化作用加快，内部水化热不易及吋散开，而产生温 度裂缝，

8、同时因水分蒸发加快，使桧迅速干燥而收缩，易产生收缩裂缝。2. 加强保温保湿养护。混凝土产生的裂缝很人一部分原因都是由于温度控 制不当造成的，因此，控制和预防温度应力产生的裂缝，是混凝土施工过程中非 常重要的步骤。必须严格执行施工规范所规定的施工气温，严格按照高温季节施 工的规定进行，并采取相应的养护措施。3. 加强水泥的安定性检验。由于水泥是建筑工程中用量最大，而u是直接 影响到工程质量的建筑材料，由于水泥安定性不合格具有一定的隐蔽性，如果不 做检验一般很难被发现。因此水泥进入施工现场后，首先应该取样送检。每批水 泥应至少取样一次，取样要有代表性，样品取好后，应及吋送往检验单位试验。 对于可能

9、出现的安定性方面的问题应该以预防为主，否则一旦出现问题则难以弥 补。4. 控制原材料质量。为防止水及骨料中有害杂质对水泥栓的腐蚀，应严格 控制混凝土的搅拌用水、养护用水和集料的硫化物及硫酸盐的含量，因为混凝土 中的硫酸盐是造成混凝土被腐蚀的最主要因素之一。因此，水、集料里的硫化物 含量必须满足公路水泥混凝土路面施工技术规范jtj f30-2003里的规定。同 吋，水的ph值也必须符合规范要求，不得小于4。控制原材料的质量，另一方 面也是为了杜绝或减少碱骨料反应，尽管发生这一反应的几率较少，但它在混凝 土整个使用周期内都有可能发生，而且一旦发生以后，对混凝土的破坏将是致命 的。因此，必须加以预防和控制，尽量采用低碱水泥和非活性集料。公路水泥 混凝土路面施工技术规范jtj f30-2003里规定：对于粗、细集料，必须进行碱 集