高速公路水泥砼路面裂缝及影响混凝土强度的原因

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摘要：当前水泥混凝土路面在高速公路建设中的应用比较普遍，就其在施工和养护中出现的各种病害、裂缝产生的过程，混凝土原材料、配合比、水灰比、施工操作等对质量的影响，以及产生外观质量缺陷的原因进行了比较全面的评述。

关键词：路面；病害；探讨

1裂缝

产生裂缝的原因很多，从时间上可分硬化前和硬化后两个过程。

在硬化前，混凝土还处于塑性状态，由于各种组成材料的密度不同而发生沉降，内部自由水析出，引起沉降收缩裂纹，这一般发生在抹面层的时候。但在干燥的基层上浇筑混凝土面层时，因水份很快被基层吸收，引起混凝土较大地收缩也会产生宽而深的裂缝。

为防止沉降裂缝的发生，可采取以下防治措施：

混凝土浇筑后，在尚未出现析水前，应防止强风吹拂和烈日曝晒；同时在浇筑后要及时养护，防止混凝土表面水份蒸发而干燥；在浇筑混凝土前，应将路基基层浇湿；采用二次抹面，以减少表面收缩裂纹；避开高温气候施工。在高温天气下，水泥水化作用加快，内部水化热不易及时散开，从而产生温度裂缝，同时因水份蒸发加快，使混凝土迅速干燥而收缩，易产生收缩裂缝。

硬化后，由于施工不当或材料质量问题而产生裂缝

1．1干缩裂缝

因水份蒸发，使干缩产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度，使混凝土产生裂缝。它的特征是表面开裂，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，与发丝相似。引起干缩裂缝的因素主要有：水泥中的硅酸二钙可产生很多肢体，它在干湿作用下，体积变化很大。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。这两种物质含量大时干缩性亦大。混凝土中的用水量对干缩值有很大的影响，当用水量增加一定百分数时，干缩值成倍增加。骨料的大小和级配也对干缩值有密切关系。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，会使混凝土收缩值增大。含泥量大的情况与使用偏细砂相类似。

1.2由于温度应力而产生的裂缝这主要是因昼夜温差太大，而产生较大的温度应力，由于没有设置伸缩缝和对混凝土面板进行及时切割，而造成面板拉裂。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力超过抗拉强度时，就会发生裂缝。一般在20-40米范围内应设置伸缩缝，以防断裂。

1.3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。

目前，水泥混凝土路面基层采用的结构形式以水泥碎(砾)石稳定基层为主。因温度应力及其它因素的影响，基层浇筑好后，在一定范围内会自然断裂，如在基层上人为地设置一些伸缩缝，为使上下缝对齐，会增加不少施工难度。在2003年8月重庆成渝高速公路白市驿混凝土路面改建工程中，混凝土水稳基层设置了伸缩缝，以二层油毛毡来处理，油毛毡宽度为50厘米，从施工效果来看比土工布处理较为理想。

1.4由于材料不良引起的裂缝

水泥安定性不良引起的裂缝。水泥熟料如锻烧不充分，会产生较多的游离氧化钙，因它的水化过程很慢，导致水泥己凝结硬化后仍继续水化而产生体积膨胀的体积变化不均匀现象，使路面出现龟裂、断板等。还有氧化镁及石膏的后果与氧化钙类似。为防止水泥安定性不良引起的裂缝，应加强检验，并选用低碱性水泥。

因拌和物温度过高，而出现“假凝”现象，并使混凝土板块断裂。水泥拌合后不久，便产生变硬，尔后又变软，逐步正常硬化。这一过程中开始出现的现象即为“假凝”。这是因为拌合物温度过高，使水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳，使混凝土拌合物的和易性变差，且影响后期强度。另外，内部热量不易散发，使体积膨胀，也易引起混凝土裂开。因此，为防止混凝土发生假凝现象，要控制混凝土的拌合物温度。水及砂中有害杂质对水泥混凝土有腐蚀作用。有害杂质与混凝土产生反应生成易溶于水的物质，使混凝土被腐蚀，强度降低，在车辆荷载的不断作用下，遭到破坏。

根据规定：对砂、石材料的试验检测每料场要做一次，稻田水和水沟水一般情况下不能作拌合用水。砂、石材料中的活性材料与水泥中碱产生化学反应，使混凝土结构遭到破坏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钠和氢氧化钾会产生化学反应，并在集料表面生成一种碱--硅酸凝胶体，这种凝胶体吸水后体积产生膨胀，使混凝土结构破坏，出现较深的网裂，这就是“碱——骨料”反应。

 

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