從理論上分析,施工裂縫的產(chǎn)生已經(jīng)在預示著施工中某一管理環(huán)節(jié)的缺失,而施工管理的缺失,將會引起水泥砼路面的提前破壞,縮短其設計的使用壽命,給工程造成一定程度的經(jīng)濟損失。對此,裂縫問題我們不得不重視。為了能有效地防范施工裂縫的出現(xiàn),最大程度上減少施工裂縫的發(fā)生,首先,我們必須對其產(chǎn)生的根本原因進行剖析,從而才能制訂出有針對性的技術防治措施。下面,就讓我們先來了解一下引起水泥砼路面出現(xiàn)施工裂縫的原因主要有哪些方面。
1、施工裂縫形成內(nèi)因
水泥混凝土堆聚結構的分層現(xiàn)象。水泥混凝土在澆搗過程中,都會發(fā)生不同程度的分層現(xiàn)象,由于混凝土形成堆聚結構的過程中具有分層性,這種分層性使混凝土從表層到內(nèi)層其強度越來越強,表層的抗拉能力最弱,這便是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。
水泥的水化反應。在拌和、振搗、凝結、硬化的過程中,水泥與水自始至終存在著水化反應,試驗表明在水化反應過程中混凝土有2次升溫與降溫過程,混凝土的體積也有2次脹、縮形變。如果混凝土體不受任何約束,這種脹縮變形就可以自由進行。然而,事實上混凝土體在脹縮變形中,要受到其內(nèi)部集料及外部邊界的約束,這就使混凝土自由脹縮變形受阻,其內(nèi)部必然要產(chǎn)生相應的拉壓應力,且具有反復性。加之混凝土的導熱性能差,使表面與內(nèi)部的脹縮變形也不能同步進行,這樣相互制約的約束也會產(chǎn)生拉壓內(nèi)應力。
水泥混凝土的干縮作用。水在水泥混凝土中,大約只有水泥重量的15%~20%。水是水化反應所必須的,其余大部分蒸發(fā)掉,使混凝土產(chǎn)生干縮變形。而其收縮量是不容低估的,根據(jù)有關資料介紹,由水泥混凝土中的水泥漿形成水泥石,在水泥石中只要產(chǎn)生3%的體積變形,就足以使水泥石和集料界面上產(chǎn)生的拉應力達13MPa。在混凝土凝結硬化期間,其內(nèi)部的抗拉強度很小,由于冷縮和干縮產(chǎn)生的拉應力遠遠大于此時的抗拉強度,因而導致了混凝土內(nèi)部及表面產(chǎn)生裂縫。
2、施工裂縫形成外因
溫度的變化。由于熱脹冷縮的作用,氣溫較高的白天和上半夜?jié)仓幕炷?在次日早晨氣溫最低時,必將產(chǎn)生體積收縮,即溫度變形。或由于溫度的急劇變化,如因大風、大雨造成的氣溫劇變,使混凝土急劇冷縮或干縮,加快了應力集中及混凝土早期裂縫的形成速度,也就是說,是混凝土強度的增長不足以抵抗因溫度變化產(chǎn)生的溫度應力,而形成早期裂縫。
夏季在陽光的暴曬和干熱風影響下,砂、石料的溫度可高達60~70℃,拌制出來的混凝土的溫度可達40℃左右。溫度高,水泥水化反應加快,混凝土凝結硬化快,和易性降低,易造成蜂窩、麻面,密實度降低,水分蒸發(fā)快,表面易干燥,養(yǎng)生不充分,造成強度降低,增加了出現(xiàn)干縮裂縫的可能性。
切縫工藝的影響。從理論上講,只要在水泥混凝土塊硬化收縮之前進行切縫工藝,就可以克服早期裂縫的產(chǎn)生。但切縫工藝要求混凝土達到一定強度(約5~10MPa)方可進行,否則縫口將是不規(guī)則毛邊,在這段時間內(nèi),由于化學收縮、干濕變形與溫度變形的變形量最顯著,而混凝土的強度低,容易產(chǎn)生早期裂縫。以前混凝土路面都是短脹縫距,先造成了有效的薄弱斷面,使收縮裂縫只能在縮縫處發(fā)生。現(xiàn)在普遍采用的長脹縫和切縫施工工藝,給施工操作帶來了較大的便利,加快了施工進度(一天最長可澆筑350m),但較容易產(chǎn)生裂縫。
傳力桿安裝不當。在某路段的一次施工中,有一種斷裂發(fā)生在切縫的15m范圍內(nèi),經(jīng)調(diào)查分析,是傳力桿放斜或自由端失效,致使混凝土板收縮受限制,產(chǎn)生路面斷裂。
混凝土配合比不均或拌和時間不足。施工中如果不能嚴格控制配合比,特別水灰比,也是釀成早期裂縫出現(xiàn)的重要外在因素之一。水灰比的大小直接影響混凝土的強度,也與干縮裂縫有關。水多,混凝土的干縮性就大;水泥量多,則塑性變形就大。骨料含泥量大,骨料表面形成泥漿薄膜的顆粒就多,骨料與水泥間的膠結力就會降低,混凝土內(nèi)部的薄弱部位就增多。配料不準或攪拌時間不足,生產(chǎn)出的混凝土強度變化就不均勻,強度弱區(qū)應力就容易集中,促使混凝土產(chǎn)生早期裂縫。
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