论水泥混凝土路面病害成因和防治措施

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论水泥混凝土路面病害成因和防治措施　　摘要：目前在我国农村公路建设中水泥砼路面已被广泛采用，但由于材料选用不当、施工配合比控制不准确、操作不规范等因素往往造成已建成的砼路面强度不高，极易产生裂缝，本文就针对裂缝产生的原因及预防措施详述。［关键词］混凝土路面病害成因防治措施中图分类号：U416文献标识码：A目前水泥砼路面在我国农村公路建设中被广泛采用，但由于各种原因往往造成砼路面病害频发，除路基本身质量欠缺外，主要还有路面组成材料不合格及施工不规范及的问题。下面就针对在施工过程一些常见病害及防治措施作一探讨。（一）裂缝产生裂缝从时间上可分硬化前和硬化后两个阶段。在硬化前，由于组成材料的密度不同而发生沉降，引起沉降收缩裂纹，这一般发生在抹面层。但在干燥的基层上浇筑砼面板时，因水份很快被基层吸收，会引起大的收缩而产生宽深裂缝。1.为防止沉降裂缝的发生，可采取的措施(1)在浇筑砼前，应将基层浇湿。(2)砼浇筑后，尚未出现析水前，防强风吹拂和烈日曝晒。9 (3)及时组织养生，防止砼表面水份蒸发。(4)进行二次抹面时，应减少表面收缩裂纹。(5)避开高温气候施工。2.硬化后裂缝的产生(1)干缩裂缝因水份蒸发过快，使干缩砼的抗拉强度小于拉应力而产生裂缝。它没有一定的规律，形似龟纹，长度和缝宽都较小。引起干缩裂缝的因素主要有：1)水泥中的铝酸三钙水化时需大量的水，养护过程中膨胀值大，干燥时收缩亦大。2)砼中的用水量的影响，当用水量增加一定百分点时，干缩值将成倍增加。3)骨料的级配和大小也对干缩值有关。级配较好时，空隙率小，收缩值相对减少。(2)由于温度原因而产生的裂缝因昼夜温差较大，而产生温度应力，由于没有对混凝土面板进行及时切割和设置伸缩缝，造成面板拉裂。因为混凝土材料对温度的变比而引起的伸缩量约为每度0.01毫米，当累计长度内温度应为超过抗拉强度时，就会发生裂缝。(3)基层原因而产生的反射裂缝由于基层的裂缝没有进行及时处理，而反射到面层，使面层断裂。9 (4)由于材料不良引起的裂缝1)水泥安定性不良引起的裂缝水泥熟料如锻烧不充分，会导致水泥己凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀的体积变化不均匀现象，使路面出现断板、龟裂。为防止水泥安定性不良引起的裂缝，应并选用低碱性水泥或加强检验。2)水及砂中有害杂质对水泥砼有腐蚀作用有害杂质与砼产生反应生成易溶于水的物质，使砼被腐蚀，强度降低，在车辆荷载的不断作用下，遭到破坏。根据规定：对进场的砂石材料要每料场检测一次，污水应禁止作为拌合用水使用。3)因拌和物温度过高，而出现“假凝固”现象，并使砼板断裂水泥拌合后，便会变硬，尔后变软，逐步正常硬化。这一过程中开始出现的现象即为“假凝固”。另外内部热量不易散发，使体积膨胀，也易引起混凝土裂开。为防止混凝土发生假凝现象，要控制泥凝土的拌合时的温度。4)水泥中碱产生化学反应与砂、石材料中的活性材料，对砼结构产生破坏9 新出厂的水泥因新出厂的水泥温度较高，且游离氧化钙等还没有完全消解，不能立即使用，集料中的活性二氧化硅与水泥中碱性氧化物水解后生成的氢氧化钾和氢氧化钠会产生化学反应，并在集料表面生成硅酸凝胶体，从而产生膨胀，使砼结构破坏，出现较深的网裂。（二）影响混凝土强度的因素1.材料选用不当(1)针片状石子在骨料中含量较大，砼中出现架空现象，空隙率大，受压后易折断，从而降低砼强度。(2)选用杂质含量高的细砂，根据规范要：砂的细度模数应控制在2.5以上，含泥量不应超过3%。(3)水泥相互交叉使用，不同水泥中混合材质量和掺量都不一样，交叉使用后后将使水泥性能发生变化，降低砼标号，而降低砼强度。(4)骨料选用砾石，因砾石表面无棱角且光滑，与水泥砂浆的粘结困难，造成砼强度降低。(5)砂、石材料内含杂质较高，根据规定：砂含泥量不超过3％，骨料含泥量控制在1％以下。砂、石材料内杂质的含量对路面干缩变形影响和塑性收缩开裂变化较大。(6)粗骨料最大粒径控制较松，水泥砼路面最大集料粒径为40毫米以内。大粒径集料的砼弯拉强度相对偏小。2.掺入外加剂对混凝土强度的影响9 在掺有速凝剂和早强剂的混凝土，因水泥短期内硬化、水化，使水泥颗粒表面生成一层硬壳，致后期强度偏低。3.计量不准确及配合比控制不严(1)计量不准确砼配合比是根据砼的强度、耐磨性、耐久性、和易性来确定。根据规范规定的计量误差：粗骨料3％，外加剂2％、水泥1％，水1％。计量不准确也影响砂石材料的级配，级配不好，砼的密实度得不到保证。(2)水灰比的问题砼中的拌合水分化合水和自由水两部分。化合水的作用是使水泥水解和水化，剩余的皆为自由水。自由水在砼硬化过程中逐渐蒸发，使砼内部形成空隙。如水灰比偏大，使砼强度也就降低、密实度降低，但水灰比偏小时，因和易性差，因此要严格控制水灰比。4.不规范的操作工艺(1)标高控制不严，使面板厚薄不一，造成砼强度不均匀，在受到外力作用下，易产生裂缝，造成砼强度降低。(2)砂石材料含水率的测定砂石材料的含水率随气候变化而产生变化。施工中住往对水灰比疏于控制。事实上，在施工时应对砂石材料进行含水量的测定，及时对水灰比进行调整。(3)向砼中加水随意9 随意加水会使砼中自由水份增加，随着水份蒸发，使砼内空隙增大。(4)振捣不实砼振捣不密实的表现是取芯样气孔较多，砼弯拉强度较低。(5)养护工作滞后混凝土的结构和强度的形成及增长需要一个过程，并需要有一定的湿度和温度条件。养护不及时，会影响砼水化作用的正常水化物的生成，从而影响砼的强度。（三）从外观观察砼存在的质量问题1.外观颜色差异较大当用肉眼能看出砼路面存在颜色差异时，配料中误差用水量>10％、集料>10％、水泥>7％。2.起砂磨损和露骨(1)路面浇筑中，由于提浆机振动频率大，使面层砂浆过厚，也易造成露骨和起砂。(2)路面磨损甚至露骨除了与砂石材料中的砂偏细和含泥量及有关外，还与水泥有关。3.成形阶段存在的问题（1)缺角、断边现象在外力作用下易发生断边、缺角现象；在车轮作用下，易使砼板角断裂或使板边啃掉。9 (2)面层出现小洞这是因为砂石材料中混进杂质而引起的。为了避免以上这种情况的出现，实际施工时应注意1）对堆料存放区进行地面硬化，以免装料时底层泥土掺入。2）对加工好的碎石进行过筛，防石粉结块及增加含泥量。（3）砼表面压纹不均由于路面施工平整度及压纹时间掌握不好，导致压纹深度不均匀。（4）脱皮在施工过程中，因砼面板受雨水侵袭造成水泥浆流失，而后用水泥浆粉刷补救；或是水泥保水性差或砼坍落度大造成面板泌水较多产生脱皮。　　（5）侧面麻面及蜂窝振捣不够使砼内气泡未能上浮而粘着模板，在模板上粘着水泥砂浆末清洗干净致使面板粗糙。（6）灌缝问题1）切缝深度不足、灌缝不及时切缝深度不足及灌缝不及时会使泥砂等杂质进入缝内，都会影响灌缝质量。2）灌缝材料质量欠佳及漏灌9 灌缝材料质量欠佳造成温度低时脆裂，温度高时被车轮撕裂；灌缝不良及漏灌会造成雨水下渗，严重影响路面使用质量。(7)线型不顺放样不准、立模不到位而造成模板变型、产生边线不顺。(8平整度较差平整度差的主要是由于抹面操作人员掌握不好造成的。若采用铝合金大尺，横跨模板上来回抹平几次，使平整度得到更有效的控制。4.纵缝拉开纵缝拉开的主要原因是中央拉杆没有按标准设置，这都会给以后路面的使用质量留下隐患。（四）冬季施工混凝土强度的增长主要依靠水泥的水化作用，水化作用完成迅速，强度增长快；温度低时，水化作用慢，强度增长也慢。因此，尽可能在气温高于+5℃时进行施工，并且掺加早强剂。（五）夏季施工根据气温、运距、日照大小决定，气温在30℃以下时，要保持气温20℃的坍落度，要增加单位用水量3～8Kg.9 摊铺、振捣、抹面与养护各道工序应衔接紧凑，尽可能缩短施工时间。在已摊铺好的路面上，应尽量覆盖草袋，避免表面烈日暴晒。在抹面时，因表面过分干燥而无法进行时，可允许少量洒水进行收抹面。总之，为确保砼路面的施工质量，除路基质量要保证外，必须从材料质量、施工控制、后期养护等多方面进行控制，按规范施工，加强后期养护。另外，积极探索和改进施工工艺，以提高砼路面的质量。参考文献[1]《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40－2011）编制介绍-中交公路规划设计院–刘伯莹姚祖康王秉刚等。[2]《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30－2011）编制介绍-公路-傅智,刘清泉,牛开民,喻波,梁军林,徐加绛,杨泽涛,[3]《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》JTJ／T037.1—2000作者：傅智刊名：施工技术（北京）机构：交通部公路科学研究所分类：U416.216[4]《公路水泥混凝土路面设计中的问题探讨》-东北林业大学学报-宋高嵩,于晓坤,徐闯,[5]《水泥混凝土路面施工技术研究工技术》安徽建筑,2003.李思水,余平.9