水泥混凝土路面施工裂缝的成因及防治措施

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摘要:本文阐述了水泥混凝土路面施工中出现的裂缝，分析其不同成因，并提出相应的防治措施。

关键词:水泥混凝土路面；裂缝；成因；防治措施

中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：

水泥混凝土路面广泛使用于各等级的公路路面。但水泥混凝土路面易出现裂缝，不光外观难看，甚至影响路面的结构和使用性能。因此，本文试图就混凝土路面常见的几种裂缝进行分析、找出成因、设法防治。

水泥混凝土路面常见的裂缝主要有：塑性收缩裂缝、温度裂缝、外力作用产生的裂缝。

一、塑性收缩裂缝

1、配合比设计的影响及其防治措施

① 水泥

水泥的性能和质量是影响水泥混凝土路面的重要因素, 但是在实际工程中往往没有引起人们的高度重视, 以至出现这样两种情况: 1) 不同厂家或品牌的水泥混杂使用, 由于水泥成分上有差异, 凝结时间和收缩率不同而产生裂缝; 2) 水泥矿物成分含量超标。试验研究表明, 若水泥中S03含量超过3.1%时, 混凝土干缩逐渐增大, S03含量的差异可使干缩相差至3倍; 若水泥中游离氧化钙含量大于1.0%,混凝土凝结后易出现细小裂纹、脱皮病害, 严重时可产生大量开裂并直接影响路面的耐久性; 若水泥中碱含量大于0.6%, 则会与骨料中活性硅产生体积膨胀的碱骨料反应, 可能使路面在使用中产生后期开裂破坏; 若水泥中硅酸二钙含量大于15%～37%, 硬化时易产生较大收缩而产生裂缝; 若水泥中铝酸三钙含量大于7%～15%, 会产生较大水化热, 干缩严重, 且与SO3水化反应后会产生硫铝酸钙, 致使体积膨胀,产生裂缝。

因此施工中严禁混合使用不同标号、不同厂家、不同种类、不同批号的水泥, 对于安定性差、游离氧化钙超标及强度不足的水泥要禁止使用, 应选用干缩性较小的普通硅酸盐水泥或道路硅酸盐水泥, 标号不低于425号。每一批号水泥的标准稠度用水量也必须保持稳定，因该项指标反映了水泥的需水量，随着其数值的增大，路面混凝土的收缩率亦相应增大，容易产生塑性收缩裂缝。

② 外加剂

水泥水化反应需要的水灰比约为0.2～0.25，其余的用水是为了满足施工要求的流动性而增加的，而减水剂的使用能显著地降低单位用水量，有效的防止路面裂缝的产生及加强路面的耐久性。

选用减水剂的品种时，除了必须保证其质量指标达到技术规定外，还应做与水泥的相容性、最优掺量等试验，并根据试验结果确定减水剂的品种及掺量，以保证路面施工的质量及经济性要求。外加剂的减水率指标直接影响混凝土的用水量及水胶比，即是影响路面混凝土的收缩率及强度。

外加剂应尽量以溶液方式掺入，使用前要充分搅拌均匀，保持溶液浓度一致。

③ 粉煤灰及其他掺合料

粉煤灰和磨细矿渣等活性掺合料具有很好的火山灰活性，在碱和硫酸盐的激发下，能成为强度很高的胶凝物质；而且粉煤灰圆形颗粒吸附于水泥颗粒表面，能起滚珠轴承的作用，降低了颗粒之间的摩擦，减弱了用水的需求，因而具有很好的减水效果。

活性掺合料能抑制水泥组分中C3A的水化反应，降低坍落度经时损失，延缓水化热峰值的出现，有效地防止裂缝的出现；但养护时必须保证有足够的温度及湿度。

对每批进场的外掺材料必须进行抽检，各项指标必须符合使用要求。

④ 骨料

混凝土中粗骨料是抵抗收缩的主要材料，砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大。

在其他材料相同的情况下，砂率过小，混凝土的流动性及工作性能差，容易产生泌水；而过大的砂率也容易增大混凝土的收缩。

太粗或太细的砂，对于路面混凝土都是不利的。太粗的砂，易在表面产生泌水，降低了表面的强度及增大了塑性收缩。砂太细，增大了混凝土的用水量，宜选用细度模数2.5—3.0的中砂，在保证路面混凝土施工的工作性与和易性下，使用较低的砂率。

同时应严格控制砂、石的含泥量，因泥土塑性收缩更容易造成路面的开裂；因此，对含泥量超标的骨料必须清洗合格后方可使用。

试验室应根据天气和材料的变化检测含水量，及时调整施工配合比，保证设计配合比的实施。

2、混凝土搅拌的影响及其防治措施

路面混凝土的不均匀，使得混凝土内部的收缩不一致，从而形成裂缝。因此合理地确定搅拌时间，以保证路面混凝土的色泽一致及材料均匀。特别对于使用外加剂和外掺材料的混凝土，应适当延长搅拌时间，否则易造成混凝土内部的凝结时间和收缩不一致而形成裂缝。

搅拌设备应选用间歇式拌和机，对于使用引气剂的路面混凝土，一次拌和量不得超过额定搅拌量的90％，以保证混凝土拌合物均匀一致。

3、路面摊铺施工的影响及其防治措施

① 路面混凝土因水分损失过快而造成的塑性收缩裂缝

湿胀干缩是水泥混凝土的特性, 刚摊铺的路面混凝土如果养生不及时, 由于基层干燥、气温过高、大风、天气干燥等原因，混凝土表面水分蒸发过快, 收缩迅速, 而表面和内部收缩不均, 由于混凝土早期不能承受较高的干缩应力而开裂。

因此，在路面摊铺前，应洒水保持基层顶面湿润；对完成饰面的路面，应及时均匀喷洒足量的养护剂，防止水分的过快蒸发。

② 粗骨料下沉引起的裂缝

路面混凝土摊铺时，由于振动棒及重力的作用，粗骨料下沉，水泥浆上升，当遇到预埋钢筋阻挡时，就容易沿钢筋走向产生裂缝，这种裂缝一般在摊铺后30min开始出现，在坍落度大的情况下更加严重。因此，必须掌握好振捣时间；当用摊铺机摊铺时，掌握好摊铺速度。

③ 其他原因造成的塑性收缩裂缝

当拌和时实际用水量减少，运输车辆故障、堵车、摊铺机械故障等原因造成混凝土的水分过分蒸发，摊铺后的路面就出现麻面孔洞，现场施工的工人往往在表面洒水或补浆处理，造成该处水胶比增大而产生塑性收缩裂缝。

因此，应严格禁止在面层洒水或补浆做面。当出现少量麻面孔洞时，可以在该处拍打起浆，然后抹平；当出现大量麻面孔洞，不可以修补时，则要把该处的混凝土清除后再从新摊铺；严重失水的混凝土，不得进行摊铺。

二、温度裂缝

1、成因

混凝土是热的不良导体，当水泥水化反应放热时，由于内外的散热条件不同，造成内外温差。这种由温差造成的收缩在混凝土内部产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生不规则的横向温度裂缝。

2、温度裂缝的防治措施

① 降低单位水泥用量

在进行配合比设计时，可以通过使用减水剂、活性掺合料等方法，降低单位水泥用量；随着单位水泥用量的减少，路面混凝土总的水化热减少，降低了温度应力，可以有效地防止温度裂缝。

② 根据季节及天气的情况，选择缓凝类减水剂

水泥中的C3A是水化反应最快的物质，与水一接触就开始反应，使用缓凝类减水剂既可以降低单位水泥用量，也可以有效地抑制其水化反应的速度，延缓水化热峰值的出现，减少温度裂缝的产生。

③ 对成型后的路面马上以薄膜覆盖

薄膜覆盖后，既防止了水分的蒸发而产生干缩，又使路面混凝土内外的温度基本一致，防止在表面出现拉应力而产生裂缝；同时覆盖薄膜使得混凝土水化的热量不易散失，有利于路面强度的发展。