分析新建水泥混凝土路面断板原因

1、分析新建水泥混凝土路面断板原因水泥混凝土路面在夏季施工应根据气候炎热的特点，采取必要的施工技术措施，来进行施工。否则就容易使新施工的水泥混凝土路面产生断板，甚至是连续断板。在一次夏季施工水泥混凝土路面，新建的水泥混凝土路面出现一些断板和连续断板现象，笔者觉得很有特殊性和典型性。故对断板产生的原因就当时的施工的各种原因进行分析，并提出以后工作应注意的问题，以防止类似的现象的再次发生。1 断板产生的过程1.1 施工时间及气候条件施工时间为2000 年 7 月 24 日上午6： 00-12： 00；气候条件：晴，最高气温35，东南风：4-5 级。1.2 断板的产生上午从 6 点开始，至中午12 点，

2、该段工地仍在施工水泥混凝土路面。在已处于高温及烈日暴晒的情况下，为防止太阳直接曝晒于板块表面。施工人员在用遮雨棚挡住一部分混凝土板外，同时用一部分黑色编织布及塑料布进行遮盖，在中午阳光的直射下，塑料布下混凝土在气温及水化热的双重作用下，温度上升很快，并且很快达到65左右。施工人员在发现温度过高时，又在13： 30 左右时将混凝土表面的塑料布及编织布揭去。当天下午就发现了一块混凝土板出现横向裂缝。同时， 没有及时采取措施尽快根据混凝板的实际情况提前进行切缝，因此在7 月 25 日上午例行检查时，发现出现连续断板，共计断板10 块，大多数为横向断板，并贯通整块面板。2原因分析1.3 夏季施工没有采

3、取必要措施避开高温阶段GBJ97-87 水泥混凝土路面施工及验收规范第 4.8.4 条 （四）规定：气温过高时应避开中午施工，可在夜间进行。并在第4.8.3 条规定，“当混凝土拌合物温度在 30-35 时，混凝土板的施工应按夏季施工规定进行。 ”查当天施工最高温度35度，晴天，日照充足，中午11： 30-14： 30时是气温进入最高温度阶段的时间，此时还在施工，温度对水泥混凝土路面的影响是可想而知的。另外，本段曾在6月 13 日上午施工一段的试验路。在上午 11 时停机， 到下午 2 点钟时，其混凝土表面已产生纵向、横向裂缝等大小不等的不规则裂缝和断板，当时分析就已经指出夏季施工应避开中午高温

4、时间，防止产生裂缝或断板， 7 月 24 日的断板再次证明这一规律。1.4 干缩裂缝在水泥混凝土中，水在水泥石中是以化学结合水，层间水物理吸附水以及毛细水等状态存在着，当这些水在混凝土硬化过程中失去时， 水泥混凝土本体就会受缩，这些就是干缩。但是这是自由收缩，还不会导致裂缝的发生，惟有收缩受到限制而发生收缩应力时，才容易产生干燥收缩裂缝，水泥浆干缩的内部限制主要是混凝土中骨料对水泥浆的限制。在普通水泥混凝土中，水泥浆的收缩率被限制了90%，所以混凝土内部经常存在着引起干缩裂缝的应力状态。干缩裂缝一般为表面或不规则断板。混凝土面板在浇筑完成后。经过表面修整抹面后应尽快采取措施避免日光曝晒新浇筑的

5、混凝土，使其表面减少蒸发量，防止混凝土面板表面迅速失水而产生干缩裂缝。本段混凝土在中午浇筑后，为防止阳光暴晒，虽然一部分采用遮阴棚，一部分采用了黑色塑料编织布覆盖，但在高温时揭走覆盖物而产生的表面迅速失水，就造成了水泥混凝土的表面蒸发的不均匀。水泥混凝土表面的迅速失水以及失水的速率不同，是该段产生干缩裂缝的一个重要因素。1.5 冷缩裂缝在提出这个问题时，有人会感到奇怪。在夏季施工时怎会产生冷缩裂缝呢？实际在特定的条件下，人为造成大温差，使表面迅速收缩，产生拉应力造成断板。和一般材料一样，水泥混凝土具有热胀冷缩性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热胀属于变形压缩，

6、而冷缩则属于拉伸变形很容易开裂。水泥的水化过程是一个放热过程。在混凝土硬化过程中释放大量热能，致使温度上升，在通常温度范围内，混凝土温度上升1，每m膨胀0.01mm这种温度变形对大面积板块极为不利。有资料表明，水泥水化过程中的放热速度是变化的，初始较慢，25min后增温，大约在终凝后12h的水化热温度可达80-90 C。使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而板面温度随着晚上气温降低，湿水养护而冷却收缩，致使混凝土路面内部膨胀，外部收缩，产生很大的拉应力。当外部混凝土的受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉程度时，板块就产生裂缝后横向断裂。此外，从最高温度降温，由于受到已有基层或已硬化混凝土的约束力，

7、在温度下降时，就不能自由收缩，就要产生裂缝，这种裂缝大多是贯通路面的。当板温均匀下降时，其温度差引起的应力可用下式计算：板中：（T x=Er a ATP/ （1-区 c）板边：（rx= -Er a ATP式中：口 一混凝土的线膨胀系数，一般为1X10-5p 因温度应力作用时间长，考虑徐变影响的应力松弛系数，一般取2/3 ；AT温度差；wc 混凝土各龄期的泊松比，设为0.15;Er 混凝土各龄期的弹性模量（MPa） 。本段混凝土在施工完成后加塑料布覆盖，由于气温高再加上水化热的作用，混凝土表面温度以达到65-75，而施工人员在这种情况下把塑料布揭去人为造成混凝土表面温差，查当时最高气温为35，以

8、65来计算，其温差为35-65=-30 ，根据公式，查有关资料：在Er=2.5 X104Mpa T=-30C时，则板中的温度应力为：（rx=2.5 X 104X1 X 10-5 X （-30） X 2/3/ （1-0.15 ）=-5.88MPa1/8-1/7 ，即为4.38-5.0Mpa ,本段水泥混凝土设计抗弯拉强度为5.0Mpa,可见气温骤降30的温度应力在短时间内超过混凝土的设计抗弯拉强度，板块的横向裂缝已不可避免。2.4 切缝不及时由于高温季节施工，又是在覆盖升温的情况下，应加强观察提前进行切缝，使混凝土内部的拉应力释放在切缝端。该水泥混凝土路面施工没有采用真空吸水工艺，再加上夏季施工

9、外加剂中掺有缓凝剂。正常是在下午开始施工，当板面成活后，在当时温度条件下一般都要在16-18 小时才可以切缝，而该段混凝土路面在施工过程中由于在上午施工，经过中午烈日高温影响，再加上人为覆盖增温，因此混凝土板强度形成较快，作为施工人员，应当随时注意观察，一旦强度允许，及时切缝。2.5 施工人员经验不足，遇到问题处理不当笔者认为，在当时已用塑料布覆盖的情况下，如果不是揭去覆盖物而是既然已使用就暂时不动，让混凝土在高温情况下继续保持湿润， 那么塑料布就会保证混凝土表面不至于迅速的大量的失去水分，同时也不会产生较大的温差。施工人员应加强观察，在高温高湿情况下混凝土强度上升很快，及时切缝，这样就可以减少断板，甚至不断板。3 综上所述，该段混凝土产生连续断板的因素是多方面的，而且是相互作用的。因此，通过这次问题的出现，给了我们以下的启示：3.1 . 夏季施工，必须避开高温时间，这是防止裂缝和断板的最有效的方法。在这段问题出现之后，后面的工程都采用了午后3-4 点开始施工，一直施工到深夜的时间段，再加上其他措施得当，施工了3 万多平方米的混凝土路面目前尚未发现一块断板.3.2 对已完成的混凝土板面，应注意防止表面失水太快，形成干缩裂缝，一般都是采用喷洒养护剂及遮雨棚防止曝晒的形式来避免。3.3 防止冷收缩，特别在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况，应及时采取措施，对