浅谈水泥砼路面裂缝成因及预防措施

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1、浅谈水泥砼路面裂缝成因及预防措施论文关键词：水泥砼(混凝土)路面；裂缝成因；预防措施　　摘论文要：文章分析水泥混凝土路面发生裂缝的原因和水泥混凝土路面裂缝形成的机理，并提出防止水泥混凝土路面发生裂缝的技术措施和建议。　　　　　　一、前言　　　　当前，水泥混凝土路面在国、省道路面改造和农村公路改造建设当中的应用比较普遍，水泥混凝土路面具有强度高、施工方便、工艺成熟、使用周期长等方面的卓越性能，因而受到公路建设者和使用者的亲睐。但其在施工和运营中容易出现的裂缝问题，使建设和养护费用大大增加。为了能更好地控制好水泥混凝土路面的质量，减少混凝土路面裂缝的发生，下面对公路建设当中常见的水

2、泥混凝土路面裂缝问题以及产生的原因进行分析和探讨。　　　　二、裂缝成因　　　　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，有水泥混凝土本身内在的原因，如水泥、水、集料等组成材料内在问题，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。裂缝的产生从时间上可分凝结前和凝结后两个过程。　　　　(一)凝结前　　水泥在水化过程中会使混凝土的体积发生变化，主要是水泥——水体系的体积减少，这种体积的减缩叫做混凝土的塑性收缩。塑性收缩均会使混凝土发生裂缝。主要有以下几种情况：　　1．在混凝土凝结前，砼还处于塑性状态，其组成材料

3、的密度不同而发生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生反应，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砼面层时，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生宽而深的裂缝；　　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出现裂纹。　　　　(二)凝结后　　混

4、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，在这一段时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砼的抗拉强度，使砼产生裂缝。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，这种晶体体积变化很大。另外，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

5、燥时收缩亦大。这两种物质含量大时干缩性亦大。　　(2)砼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。级配良好时，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，会使砼收缩值增大。骨料中含泥量大时由于粘土本身就很容易收缩，因此砼收缩值也会增大。　　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

6、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出现裂纹。同时，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时，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、干缩裂缝时，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)水泥安定

7、性不良引起的裂缝。对水泥浆的基本要求是它一旦凝结，体积不会发生很大的变化。如果煅烧水泥的原料中含有的石灰相对过多，水泥熟料锻烧不充分，氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)以游离状态存在，并且产生过量的石膏。因为它们的水化过程延迟或很慢，导致水泥已凝结硬化后继续水化而产生水化产物，又由于水化产物的体积比它原始游离caO和MgO等的体积大得多，这种在硬化的混凝土中的不均匀的体积膨胀使路面出现龟裂、断板等。　　(2)因拌和物温度过高，而出现“假凝”现象，并使砼板块断裂。水泥拌合后不久，便产生变硬，重