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東莞天潤:商品混凝土路面早期裂縫的成因分析

發表時間:2019-08-17 00:27

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本文對商品混凝土應用于水泥混凝土路面,引起的路面早期裂縫問題進行了分析,從商品混凝土的材料性能養護環境以及施工等方面做出了分析,并提出了相應的防止措施減少商品混凝路面的早期裂縫。

??商品混凝土是指由水泥、集料、水以及外加劑和摻合料等按一定比例,經集中攪拌站經計量、拌制后出售,并采用運輸車,運至使用施工現場的混凝土拌和物。其實現了混凝土生產的專業化、商品化和社會化,具有加快施工進度、減少環境污染、提高工程質量和節約材料成本等優點。近年來,鐵路橋涵、大型設備基礎等工程受工期、質量、場地等因素影響,逐漸應用商品混凝土,并產生了良好的社會效益及經濟效益。

??商品混凝土因其坍落度大、含水量高的特點,往往不能直接應用于高等級水泥混凝土路面,但是,部分中小型路面工程,出于成本考慮,往往被迫采用商品混凝土。在廊坊某收費站收費站拓寬工程中,廣場水泥混凝土路面設計厚度為26cm,面積386m2,因工程規模較小,水泥混凝土路面使用了商品混凝土施工。按照施工組織方案進行水泥混凝土路面施工后,出現了一些路面裂縫的病害。

??路面早期裂縫成因分析

??商品混凝土路面的早期裂縫有很多原因造成,下面就混凝土本身材料和材料性能以及養護環境等的各個方面做出分析。

??混凝土自身問題

??混凝土是一種收縮性材料。雖然其收縮的絕對值不大,但由于其較高的彈性模量和很低的抗拉強度,即使很小一點的收縮變形也會產生很大的拉應力。當拉應力超過其抗拉強度時,混凝土即出現開裂。因此,我們應該做的事情就是設法盡最大可能地降低溫凝土的收縮值和最大程度地提高混凝土的抗拉強度。對于商品混凝土攪拌站來說,一是要盡量少用收縮量大的水泥,二是在滿足施工和易性的條件下,應盡量減小混凝土的水灰比,盡量減小單位體積水泥漿量和砂漿量。因而在相同收縮應變的情況下,石子含泥量高的混凝土更容易開裂。

??商品混凝土基本與廠拌的普通混凝土具有共性問題,廠拌混凝土在澆筑后,早期硬化階段會因泌水和水分散失而產生塑性收縮,使混凝土產生細微龜裂;在硬化后期還會產生干縮裂縫,削弱其整體性。在溫度應力及其他外力作用下,裂縫將進一步發展甚至碎裂,從而影響到混凝土的耐久性和抗磨性能;而且因裂縫滲水,鋼筋容易銹蝕。這一問題在薄板型結構和需要快速硬化的情況下,尤其突出。

??商品混凝土與路用混凝土的差別盡管在工程開展前一個月,施工單位和監理單位結合以往施工經驗,完成了確定了生產配合比,商品混凝土也滿足路面的強度要求。但是,商品混凝土為了滿足流動性、遠距運輸等要求,混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多,如依據規范要求,三滾軸施工用水泥混凝土坍落度為0~2.5cm;而所用商品混凝土為了方便運輸并且摻入減水劑坍落度平均為15cm,遠大于規范要求。

??混凝土骨料塑性沉落引起的裂縫

??混凝土在澆注時, 由于振動棒和重力的作用,骨料下沉、水泥漿上升,這種沉落直到混凝土硬化時方停止,沉落受到模板、鋼筋及預埋件的抑制就會出現裂縫。這種裂縫大多出現在混凝土澆注后半小時至3小時之間,混凝土尚處在塑性狀態,混凝土表面消失水光時立即產生,沿著混凝土布設鋼筋的走向出現,主要是由于所用商品混凝土塌落度大、沉陷過高所致。

??塑性收縮裂縫

??在該收費站廣場混凝土路面施工中,在中午炎熱或大風天氣,部分表面裂縫表現為形狀不規則、長短寬窄不一、呈龜裂狀,其深度較淺,經測深度一般不超過1cm以內。此類問題因混凝土因日照和水化熱反應,造成表面水分蒸發過快,混凝土產生急劇收縮,而此時混凝土強度趨近于零,不能抵抗這種變形應力,導致開裂?;炷林姓舭l和吸收水分的速度越快,塑性收縮裂縫越易產生。處理這種裂縫比較復雜,因為這種裂縫系多種因素造成的,每個環節都要認真把關,科學的混凝土配合比是質量保證的關鍵因素。商品混凝土材料的配比能保證混凝土的質量?,F場攪拌混凝土由于使用的砂石含泥量大,骨料中片狀、針狀比較多等因素影響很容易出現混凝土的質量問題。再加上混凝土的配比不當等因素就很容易出現裂縫。所以,根據實驗室提供的混凝土配合比投料,從振搗到抹灰壓實,養生等各環節決不能疏忽大意。

??溫度裂縫

??由于該收費站廣場工期緊,所以在所用混凝土當中加入了早強劑,這就大大增加了水泥水化過程產生水化熱,使得水化熱在l~2天內集中釋放。而混凝土是熱的不良導體,產生的大量水化熱不容易散發.內外截面產生加大溫度梯度,再加上夏天早晚溫差大。內部混凝土熱脹變形產生壓力,外部混凝土冷縮變形,產生拉應力,由于混凝土此時抗拉強度較低,當混凝土內部拉應力超過混凝土抗拉強度對,混凝土路面便產生裂縫,這種裂縫隙一般較深,有時是貫穿性整個混凝土面板,該收費站共出現兩處此類裂縫。

??施工操作不當造成的裂縫

??不正確的振搗方式造成混凝土分層離析、表面浮漿而使混凝土面層開裂或造成混凝土砂漿大量向低處流淌,致使混凝土產生不均勻沉降收縮,在結構厚薄交界處出現裂縫?;炷劣不笤诎辶航唤缣幱幸幝傻爻霈F了許多互相平行的裂縫。

??在收費廣場路面實施過程中,由于工期緊張,在新澆筑混凝土路面未達規定設計強度時,便開始上人和后續工作。盡管采取了墊木板等保護措施,但是因工人穿插作業較多,經常踏出墊板工作,也在一定程度上影響了混凝土早期強度的形成。另外,由于現場保護措施不力,經常有人碰觸橫向拉力鋼筋,造成鋼筋連接部分損壞。這些現場問題,也引發了一些裂縫。濕脹干縮是水泥混凝土的特性,養護不及時,使混凝土在干燥的空氣中自然凝結硬化,并隨著水份的大量蒸發,體積迅速發生干縮,使其表面產生裂縫。

??水泥混凝土路面開裂的防治措施

??加強管理,及時養護

??在致使水泥混凝土開裂的眾多影響因素當中,人為破壞和養生問題時最容易解決的,這就要求施工單位強化管理,施工中臨時招募工人技術素質普遍較低,施工單位更應當安排專人負責管理、協調,技術指導,保護完工路面,并按照要求及時進行養生。采取有效保溫措施減少溫差裂縫和干縮裂縫。

??在該收費廣場施工過程中,通過對每天不同時間和不同天氣情況的統計發現,夏季11:00時和18:00前后所完成混凝土路面開裂情況較輕,中午時候出現裂紋最多;陰天時發現基本沒有出現裂縫,晴天或多或少都有裂縫。由此可見,水泥混凝土路面開裂和天氣、施工時間有很大關系。針對這一發現,對路面施工做如下調整:

??夏季施工時,有條件的情況下可以調整施工耐間避開中午溫度較高的時間段進行施工。

??混凝土面板完成最后一道抹平工序后,采用噴膜養生的方式,降低空氣流動引起的水分流失,并及時加以遮蓋。

??達到初凝后,及時以濕毛氈苫蓋,并派專人負責灑水,有效降低混凝土表面溫差。

??商混盡可能降低坍落度,控制在能夠滿足混凝土倒出即可,可根據運輸距離和時間適當調整取下限。

??控制切縫時間

??水泥水化過程產生的水化熱,主要集中在1~2天內放出,這一階段最容易出現橫向裂縫。裂縫出現在結構薄弱部位,施工單位采取整休長線作業,然后再鋸縫,由磚切縫時間掌握不準,常常在7天或10天才切縫,切縫深度也常握不嚴,深淺不一,從而造成混凝。

??收費站廣場出現的兩道板裂均發生在這一階段,由此可見,混凝土切縫必須及時,及早不及晚,一般控制在第二天進行,且須保證切縫深度。土面板早期裂縫較多。

??控制混凝土的溫度

??按照規范要求,工地的溫度超過30℃足即為高溫施工,高溫施工情況下由于水化熱反應加快,路面且極易出現裂縫。所以我們應當盡量避免高溫施工,如果必須高溫施工,則應當注意做到以下幾點:

??使用低水化熱的水泥,適當摻加緩凝劑,減緩水化反應速度;控制拌和材料的溫度,對拌和場的石料等搭棚苫蓋,灑水降溫,盡可能取用料堆內部的材料,水泥避免使用溫度高于55℃的散裝水泥。

??運輸車輛運送時采取有效苫蓋措施,并及時運到現場,及時攤鋪、振搗、做面、苫蓋?,F場攤鋪前,對模板和基層灑水降溫。

??加強混凝土運輸環節的管理

??混凝土運輸環節首先必須做到施工現場必須保證道路通暢,泵車就位接好泵送管,做好現場坍落度檢查等準備工作,勞力、機械及其他配合措施準備就位,保證商品混凝土到現場30min內卸料結束;其次,嚴格運輸車輛的管理監督,拌合車載料前必須將余水倒盡,防止出現混凝土送入拌和車再泄出時坍落度過大。

??結束語

??本文所提裂縫防止措施,主要是針對商品混凝土與路用混凝土的差別,通過合理安排工序,采取措施最大限度的減少商品混凝土的弊端,在降低成本的同時,保證路面質量。在實際操作過程中取得了很大效果,大大降低了裂縫數量,但仍有部分毛裂縫發生,通過抹平處理后基本上滿足要求,不影響路面質量。


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