混凝土裂缝产生的原因及预防措施

摘要：本文根据工程实践的经验，分析了水泥混凝土路面裂缝产生的原因，提出了水泥混凝土路面裂缝的预防及治理措施，从而说明了避免混凝土路面裂缝是可以实现的。
关键词：水泥混凝土道路，裂缝，原因，防治
近些年来，水泥砼道路修建数量逐年增多。水泥砼路面的突出优点是：强度高，使用周期长，正常维护费用低。其突出缺点是：一次性投资大，损坏难以修复。水泥混凝土路面经常出现裂缝，不光影响外观，甚至影响使用性能，不得不返工，造成不必要的材料浪费和经济损失。因此，本文试图就混凝土路面常见的几种裂缝进行分析、找出原因、设法防治。
1、 水泥混凝土路面的组成
水泥混凝土路面是一种非均质脆性材料，它是由水泥、砂、石和水、存留在其中的部分气体以及为改善混凝土的某些性能而需加入的外加剂和掺合料所共同组成。在一定的温度和湿度情况下，混凝土硬度上升体积变形。由于组成混凝土路面材料的物理化学性质不同，互相约束产生应力，从而造成水泥、粗骨料、细骨料之间的微细裂缝，其在外界条件下发展成为裂缝。
2、 水泥混凝土路面裂缝的种类
从裂缝外观分为：微观裂缝和宏观裂缝，其中宏观裂缝又可分：沉降裂缝、超载裂缝、收缩裂缝、龟裂裂缝、疏松裂缝；按混凝土路面在厚度方向发生的程度分为:表层裂缝和贯穿裂缝;按裂缝发生的方向分为:横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝;按裂缝发生时间分为:早期裂缝和使用期裂缝;按裂缝损坏程度分:轻微裂缝、中等裂缝、严重裂缝。
3、 水泥混凝土路面裂缝产生的原因
3.1混凝土自身原因
混凝土本身具有干缩和热胀冷缩的性质，这些性质均可引起裂缝。混凝土干缩指混凝土凝结以后出现体积减缩的现象，这种收缩时长期持久的，这主要是由于置于未饱和空气中的混凝土因水分的散失引起的，而混凝土干燥时的体积变化并不等于散失的水的体积。混凝土在干燥的空气中硬化，由于水分的逐渐蒸发，体积逐渐干缩，而这种干缩往往是表面较大，内部较小，所以常在表面产生许多细微的裂缝。混凝土具有热胀冷缩的性质，混凝土硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土散热缓慢，混凝土内部的温度较外部高，有时温差可达50～70℃，这将使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而外部混凝土膨胀随气温降低冷却收缩。此时，内部混凝土膨胀与外部收缩相互制约，产生很大的拉应力，当外部混凝土所受的拉应力超过混凝土当时的极限抗拉强度时，将产生裂缝。
3.2混凝土质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、粗细骨料、水、外加剂反应生成。其中的材料质量不合格，配合比不合理，可能导致结构出现裂缝。
3.2.1水泥质量不合格
水泥品种不同，初凝时间及收缩量不一样，会形成裂缝。水泥中游离钙的含量超标，混凝土在凝结后仍然起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。水泥受潮或过期，可使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。
3.2.2砂、石骨料不合格
砂石中有机物和含泥量高，会削弱水泥与骨料的粘结力和延缓水泥硬化速度，这些都会造成混凝土的抗拉强度低，从而产生裂缝。此外，砂石粒径小或本身强度不够，也会使混凝土收缩性加大，产生裂缝。
3.2.3混凝土配合比不合理
施工时未严格按照混凝土配合比施工，砂石中的含水量测算不准确，造成混凝土强度不足以及混凝土的和易性、密实度下降，从而导致混凝土开裂。
3.3混凝土施工工艺引起的裂缝
施工工艺不当，也会引起裂缝的产生。此类裂缝比较常见的原因有以下几种。
3.3.1混凝土搅拌、运输时间过长
时间过长会使水分大量蒸发，骨料分层、离析，引起混凝土塌落度下降，使混凝土在体积上出现不规则的收缩裂缝。
3.3.2混凝土振捣不规范
混凝土振捣时间太短，混凝土不密实，会出现蜂窝、麻面、空洞现象，部分裂缝就是从这些地方开始开裂的。混凝土振捣时间太长，容易造成分层、离析，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。
3.3.3混凝土路面养护不规范
混凝土的养护对其早期强度的增长和防止收缩裂缝的产生极为重要，如果混凝土养护初期急剧干燥，容易使得混凝土与大气接触的表面出现不规则的收缩裂缝，在表面收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。而养护时间不充分，也会使混凝土内部缺水，既影响混凝土强度的增长，又增加收缩裂缝产生的可能性。
3.3.4切割时间太晚或深度太浅
当混凝土达到设计强度的25%~30%时（24小时之内），用切割机进行收缩缝的切割。太早切缝会使粗骨料从砂浆中脱离。如果切缝太晚，混凝土收缩产生的拉应力大于混凝土容许值，混凝土板就会开裂。气温高，温差大，都应使切割时间提早，一般应遵循“能切就切，宁早勿晚”的原则。如果切缝太浅，拉应力不一定集中在切缝处，混凝土截面的强度削弱得不够，会在别处拉断板块，产生不规则裂缝。
4、 水泥混凝土道路裂缝的防治
4.1严格选择混凝土组成材料
混凝土路面材料的品种、规格、质量、用量等都对早期裂缝有直接影响，因此正确选配混凝土组成材料防止产生裂缝十分重要。合理选用水化热低、干缩性小的水泥，可防止早期裂缝。严格按照实验室配合比通知单所确定的配合比施工，严格控制水灰比。尽可能采用碎石和粗砂及自来水，使用杂质含量低的骨料。
4.2注意控制施工温度
浇筑混凝土的温度一般应低于30℃为宜，夏季施工时不超过35℃，并采用人工降温措施，一般选在早晚施工效果较好，注意保持基层顶面在浇筑前充分湿润。在施工中要经常注意天气变化情况，如遇温度急骤变化和大风突然来临应提前养生，高温天气抹面后应早覆盖，避免日照，保持表面湿度，减少表面蒸发。
4.3严格控制缩缝间距
采用合适的缩缝构造，长度以4～5m为宜，其缩缝一般采用锯切槽口的假缝形式，槽口宽度3～5mm，槽口深度1/4～1/5板厚。
4.4采用合理的施工方法
振捣是使混凝土密实的重要手段，必须均匀有序的进行，不能杂乱无章地随意振捣，造成造成混凝土强度不均匀。一般情况下，混凝土的振捣应先从靠边角的地方用振捣棒有顺序的插捣，靠近模板，尤其要注意充分插捣密实，然后再用平板振捣器全面振捣。混凝土在浇筑过程中，用人工摊铺时，要特别注意不要抛掷或耙耧，应该用锹反扣，从而防止混凝土拌合物的离析。同时还应注意要均匀摊铺，不要使工作面参差不齐，影响振捣。
4.5加强混凝土路面的养护
水泥混凝土路面宜采用喷洒养护，同时保湿覆盖的方式养生。可采用覆盖保湿膜、麻袋、草袋、草帘等洒水湿养生方式，不宜使用围水养生方式。养生时间应根据混凝土不宜小于设计弯拉强度的80%，应特别注重前7d的保湿养生，一般养生天数宜为14~21d，高温天不宜少于14d，低温天不宜少于21d。混凝土板养生初期，严禁人、车辆通行，在达到设计强度40%后，行人方可通行。路面达到设计弯拉强度后，方可开放交通。
5、 结语
总之,混凝土路面因其突出的优点,被越来越多用于公路及城市道路,裂缝问题解决不好,必然影响其发展和使用。因此,对混凝土路面裂缝原因及其防止应当引起我们的重视。
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