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重影響水泥路面的工程質量和使用質量?,F(xiàn)以某省道大修工程為例,介紹一些預防水泥路面早期裂縫的具體措施和對策。
鋼筋混凝土是當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普遍性的技術問題。裂縫一旦形成,特別是貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結構部位,危害極大,它會降低結構的耐久性,削弱構件的承載力,同時可能會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。通過對施工中出現(xiàn)的早期裂縫現(xiàn)象,進行現(xiàn)場觀察、調查和分析,確定水泥路面早期裂縫成因主要有以下幾點。
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,水泥混凝土升溫,混凝土則相對膨脹,水化熱達到頂峰時產(chǎn)生峰溫。過后由于降溫,混凝土體積會縮小而產(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),或當面積較大的混凝土,其水平方向的減縮比垂直方向更難時,就會形成不規(guī)則的裂紋?;炷了嘤昧坑?,混凝土硬結愈快,塑性收縮就愈大。
(4)化學收縮是混凝土中水泥水化過程中產(chǎn)生的化學反應而引起的收縮。與水泥本身化學性質密切相關。
(5)碳化收縮是由于混凝土碳化而引起的收縮,是一種特殊的化學收縮。
(1)面板尺寸設計: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)生應變。
(2)橫向施工縫設計:水泥路面橫向施工縫基本設計為埋設傳力桿。前班施工的水泥路面已經(jīng)凝固,與傳力桿粘結力較高(雖說涂有隔離膜,設計有套筒),在夜間氣溫降低時,傳力桿會隨著前班水泥路面的冷縮拉動,從而拉裂后澆注的面板。
(3)縱向施工縫設計:為防止面板側移,縱向施工縫設計基本為埋設長70cm的Φ14螺紋鋼筋。后半幅澆注的混凝土,由于前半幅預埋的拉桿會隨著車輛的作用上下抽動而拉裂面板。
混凝土強度是水泥路面裂縫的一個重要影響因素,影響強度的主要因素有水灰比、含砂率、集料尺寸或級配等。
(1)水灰比影響,當水灰比小,和易性就差;水灰比增大,強度就會降低。
(2)含砂率,在實際施工中,適當提高含砂可提高混凝土的抗彎拉強度,但同時也會降低混凝土的抗壓強度。
(3)集料尺寸偏大、級配偏粗時,混凝土抗壓強度就高,抗彎拉強度就低。
水泥路面施工是工程質量的核心環(huán)節(jié)。施工材料的優(yōu)劣,施工季節(jié)的選擇,合理的施工機械、施工工藝等都關系到面板的質量和壽命。
(1)配合比控制。水泥用量、水灰比、砂率等指標直接影響混凝土強度;拌制混凝土機械設備性能差,拌制混凝土前未檢測集料,特別是細集料的含水量,致水灰比與設計偏離較大,造成混凝土離析或者和易性差,影響強度的均勻性。
(2)集料含泥量、有機質含量超標,影響水泥與集料的界面粘結。集料礦物質成分亦關系著水泥與集料界面的粘結力,如親水性較強的石灰石、石英石等集料就與水泥界面粘結力大;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間控制不嚴格,為趕工程進度,拌和時間不足易出現(xiàn)混凝土拌和不均勻。
(4)水泥路面收面、養(yǎng)護覆蓋時間不及時,造成面板表面風干干裂。
(5)縮縫切割不及時,或者切割縮縫深度不足,造成混凝土內(nèi)應力集中,導致面板從薄弱處形成不規(guī)則裂縫。
①拌和機械:一般情況下應選擇強制式混凝土拌和設備,自動計量加水、水泥、砂石。拌和設備的型號應和混凝土攤鋪能力相匹配,盡量避免堆料、斷料現(xiàn)象。
②運輸機械:根據(jù)運距選擇機械類型,應盡量選用混凝土運輸專用車輛。無條件時.選用震動小、速度快、自卸方便的小型運輸車輛。
小型強制拌和機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。要求原材料計量誤差:水泥±2%、粗細集料±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、收面等工藝在時間、工作能量上要保持相對一致,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,則應采取措施防止不連續(xù)現(xiàn)象可能引起的質量問題,如設置施工縫等。
晝夜溫差<20℃時,直接采用廢棉布加濕覆蓋養(yǎng)生。晝夜溫差>20℃,或者刮風天氣,則建議采用塑料布進行覆蓋養(yǎng)生。
及時切割混凝土板縮縫對預防早期裂縫極為重要。切縫時間應控制在溫度×時間=240℃·h以內(nèi),最長不超過360℃·h否則就會導致裂縫產(chǎn)生。
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