水泥混凝土桥面施工期裂缝预防及控制
时间：2021-01-09 04:01:50 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着公路行业及物流业的发展，桥梁在公路工程中所占的比重越来越大。桥面平整度影响着高速行驶车辆的行车舒适性甚至安全性，同时桥面铺装层开裂，雨水下渗导致桥面系长期处于泡水状态，使得水泥混凝土剥落、钢筋锈蚀，进而导致桥梁的使用寿命大大降低。本文对水泥砼桥面铺装施工期裂缝形成原因进行分析，并针对性的提出预防措施。
关键词：水泥混凝土 桥面 裂缝 控制
概述
随着高等级公路的高速发展，桥梁数量的增多，水泥混凝土桥面铺装在公路建设中广泛应用，但工程质量却一直不尽人意，许多桥梁在建成通车之后不久，桥面就出现了问题，返工频率较高，给车辆的运行和桥梁的维修带来诸多不便，导致公路经营及维修成本大大增加。现在根据调查研究，以及桥面施工经验，对水泥混凝土桥面在施工期间的裂缝产生原因及预防措施作以简单论述。
1水泥混凝土桥面铺装裂缝产生的原因
1.1桥面铺装混凝土裂缝产生的原因
根据水泥混凝土桥面铺装“早裂”的潜在成因及外部条件的影响，可将早期病害分为四种，分别是：沉降裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝。
1.1.1沉降裂缝
桥面混凝土浇筑后，水泥和骨料自然下沉，同时引起泌水，在沉降过程中发生裂缝。产生沉降裂缝的主要原因是混凝土浇筑后，水泥和骨料在下沉阶段，如受到钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降，使该处混凝土产生拉应力和剪应力时，该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1～3h产生，属硬化前裂缝。沉降是混凝土特性之一，完全避免是不可能的。但沉降有一定限度，随着各粒子间的相互接触，水泥浆的逐步凝结，将导致沉降停止。沉降量与单位用水量成正比，即单位用水量愈大，泌水率愈大，沉降量也愈大。
1.1.2干缩裂缝
水泥混凝土浇筑后，在硬化的过程中，由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小，加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩，随着混凝土体积收缩产生拉应力，当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度时就产生干缩裂缝。裂缝的主要特征表面开裂，纵横交错，没有规律；缝宽和长度都很小，与发丝相似，不注意时较难发现。干缩裂缝是混凝土桥面铺装早期裂缝中最常见危害之一。国内外研究资料表明：混凝土的干燥收缩也是混凝土特性之一。正是因为这一特征，能使混凝土密实，提高混凝土与钢筋之间的粘结力，但是干缩量超过一定程度就会产生裂缝。干缩裂缝的产生与使用材料、配合比、铺装板块尺寸、养护条件、外加剂等有密切关系。根据对干缩裂缝的认识，对其成因分述如下：在夏季施工，往往由于养护不及时，造成混凝土表面水分蒸发速度过快，超过了泌水速度，因而产生干缩裂缝；对于塑性混凝土来说，从凝结到硬化结束，就是早期收缩期间，也是混凝土快速失去塑性的过程。此时，如果砂率过大，石料含泥量过多，或是采用干缩量较大的水泥，都会造成混凝土过量收缩而产生裂缝。实践证明：水泥标号越高，收缩越大；矿渣水泥比普通水泥收缩大；级配骨料粒径越小，收缩愈大；生产干缩裂缝危害的机会就越大。
1.1.3温度裂缝
水泥混凝土具有热胀冷缩的性质，由于水泥水化作用，是伴随发热的化学反应，所以，在硬化的过程中释放大量热能，使温度上升。经参考有关实测资料，在通常温度范围内，混凝土温度上升1℃，每米膨胀0.01mm。这种温度变形，对大面积混凝土板块，极为不利。混凝土桥面板的内部温度增高有时可达到40℃～60℃，使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而铺装桥面混凝土随着晚上气温降低，湿水养护而冷却收缩。内部膨胀与外部收缩，互相制约，产生很大拉应力，而外部混凝土所受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉强度时，桥面铺装就会产生裂缝。经几年来现场观察温度裂缝的结果是：横向裂缝多于纵向裂缝；板中裂缝多于板边裂缝；缝宽大小不一；受温度影响大。
1.1.4施工裂缝
施工裂缝主要是指由施工因素产生的裂缝。混凝土振捣不够，边部拆摸过早，因而引起混凝土表面和边部开裂；桥面铺装混凝土强度和养生期没有达到，过早通行，从而产生震动裂缝。
1.2水泥混凝土不良的原材料引起裂缝的原因
1.2.1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，导致水泥已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，使桥面铺装出现龟裂，还有氧化镁及石膏的后果与氧化钙类似。
1.2.2拌和物温度过高引起的病害
因拌和物温度过高，而出现“假凝”现象，并使混凝土桥面铺装断裂，水泥拌和后不久，便产生变硬，而后又变软，逐步正常硬化。这一过程中开始出现的现象即为“假凝”。这是因为拌和物温度过高，使水泥颗粒表面形成一层薄的硬壳，使混凝土拌和物的和易性变差，且影响后期强度。另外，内部热量不易散发，使体积膨胀，也易引起混凝土开裂。
1.2.3水及砂中有害杂质引起的病害
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。
2水泥混凝土桥面铺装裂缝的预防措施
2.1水泥混凝土桥面铺装混凝土裂缝的预防措施
2.1.1沉降裂缝的防治
为防止和减少沉降裂缝，应从以下三方面着手：1）在保证混凝土和易性的条件下，降低混凝土的单位用水量，使用干硬性混凝土；2）选择在沉降结束以前快速硬化，而又不失去粘结力的水泥和外加剂；3）施工振捣密实，可以消除因泌水产生的水膜而减少混凝土沉降。
2.1.2干缩裂缝的防治
为防止干缩裂缝产生，首要任务是消除一切可能诱导“干裂”产生的因素。主要应从以下三方面入手：1）根据不同气候条件，选用合理级配，正确选用水泥、石料、砂率、用水量、外掺剂等，从减少干缩率，来防止干缩裂缝；2）严格施工管理，防止水分过量蒸发，浇筑后，及时采用凉棚或其它遮盖物，将混凝土覆盖起来，避免风吹干燥，日光直接照射，进入养护期后，注意养生；3）不同外加剂及剂量，对混凝土干缩率有一定影响。因此，掺配外加剂前应对干缩率作试验后，再确定是否掺配和掺配量。
2.1.3温度裂缝的防治
对于温度裂缝，应该树立以防为主的思想。在施工管理的过程中，我们积累了不少好的经验和预防措施。综合起来主要有： 1）混凝土单位骨料用量愈大，其热膨胀系数愈小；水泥浆含量愈多，则混凝土膨胀系数愈大。因此，合理选择级配，采用水化热较低水泥，减少水泥及用水量，降低混凝土膨胀值，是防止温度裂缝的主要途径。2）施工管理中，应注意人工降温措施，对表面混凝土采取保温保湿防护措施，减少温度变形。
2.1.4施工裂缝的防治
对防止施工裂缝的产生，并非一个纯技术问题，在很大程度上是施工管理问题。只要严格加强施工质量，正确执行施工技术操作规程，因施工因素产生的裂缝是可以防止和避免的。
2.2混凝土不良材料引起病害的预防措施
2.2.1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；
2.2.2防止混凝土发生“假凝”现象，要控制混凝土的拌和物温度；
2.2.3防止水及砂中有害杂质对水泥混凝土有腐蚀作用，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和用水。
3小结
总而言之，水泥混凝土桥面铺装裂缝的产生，其内因与外部条件，非常复杂，既有单一因素，也有综合因素。因此我们对某一种裂缝的产生，应综合进行分析研究，以确保水泥混凝土桥面铺装的工程质量，减少裂缝所造成的损失。
参考文献
【l】李德华.浅谈水泥混凝土桥面铺装施工控制要点【J】.科技创新导报，2011，32：85.
