曹永強(qiáng)
寧夏公路管理局,寧夏銀川 750001
2010年全國多個(gè)地方出現(xiàn)高溫天氣,而水泥混凝土路面在夏季炎熱季節(jié)施工期間應(yīng)特別注意因高溫產(chǎn)生的收縮裂縫 ,這種因混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫叫做早期裂縫。它對(duì)水泥混凝土路面的使用壽命有著極大影響,是水泥混凝土路面產(chǎn)生破損的主要原因之一。
1)塑裂:產(chǎn)生于混凝土塑性狀態(tài),其縫短而細(xì)、細(xì)而淺。產(chǎn)生這種裂縫的主要原因是:混凝土在硬化初期內(nèi)部溫度高于表面溫度,混凝土又是熱的不良導(dǎo)體,在內(nèi)外膨脹不均勻的情況下,在混凝土表面必將產(chǎn)生很大的應(yīng)力,當(dāng)外部混凝土所受拉應(yīng)力一旦超過混凝土當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度,就將產(chǎn)生裂縫,俗稱“芝麻縫”。這種裂縫一般在混凝土硬結(jié)后終止,危害較小,遇荷載作用則會(huì)繼續(xù)發(fā)展。
2)縮裂:產(chǎn)生于混凝土硬結(jié)以后,通車之前,由于施工現(xiàn)場劇烈的溫度、濕度的變化,混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生的不均勻變形的拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度后,混凝土路面收縮開裂。這種裂縫可導(dǎo)致混凝土板的斷裂,成為不合格的混凝土板塊,對(duì)水泥混凝土路面質(zhì)量影響極大。
對(duì)于塑裂由于產(chǎn)生在混凝土的塑性狀態(tài),如有效地控制其發(fā)展則不會(huì)成為危害水泥混凝土路面的主要因素。在施工中安排專人對(duì)新澆筑的混凝土面板進(jìn)行看護(hù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)進(jìn)行抹面處理即可解決。對(duì)于縮裂,應(yīng)該做為控制水泥混凝土路面的主要質(zhì)量通病進(jìn)行治理,主要應(yīng)采取以下技術(shù)措施:
1)控制溫度,縮小施工現(xiàn)場溫度差、濕度差,抑止收縮
(1)施工時(shí)在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫,合理地安排作業(yè)時(shí)間,禁止在中午氣溫高峰時(shí)間進(jìn)行施工,盡可能地把施工時(shí)間安排在早上或傍晚。這樣水泥進(jìn)行水解固化反應(yīng)時(shí),不會(huì)因周圍環(huán)境的氣溫驟變而產(chǎn)生較大的影響。
(2)為保證施工用水的溫度可在水箱上加蓋,對(duì)施工水管進(jìn)行掩埋。還可對(duì)碎石適當(dāng)灑水降溫,以降低拌和物與周圍環(huán)境的溫度差。
(3)縮短作業(yè)延遲時(shí)間,把在烈日和旱風(fēng)下作業(yè)的時(shí)間縮短到最短,無法避免時(shí)可設(shè)遮陽棚。
(4)控制開始養(yǎng)生的時(shí)間及條件,保證混凝土養(yǎng)生齡期。應(yīng)在混凝土澆筑完成,收漿后即開始覆蓋灑水養(yǎng)生,同時(shí)要保證覆蓋物表面保持在濕潤狀態(tài),一般養(yǎng)生齡期為7d。
(5)在施工水泥混凝土路面前,還要注意對(duì)基層的頂面進(jìn)行整平及灑水潤濕。這樣可保證混凝土路面厚度均勻,受力和變形均勻,同時(shí)減少因基層干燥引起的混凝土路面過分失水。
2)嚴(yán)格控制水泥用量及施工配合比,保證混凝土的自身強(qiáng)度
(1)采用改善骨料級(jí)配,用干硬性混凝土,摻混合料,加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量,對(duì)集料的含泥量要進(jìn)行嚴(yán)格的控制,特別是砂子中夾雜的泥團(tuán)要篩出,涂裹粘土的碎石要清洗或剔除。
(2)加強(qiáng)對(duì)水泥質(zhì)量的復(fù)檢,特別是水泥的安定性。水泥中的游離氧化鈣(f-CaO)在凝結(jié)過程中水化很慢,水泥凝結(jié)硬化后還在繼續(xù)起水化作用,當(dāng)f-CaO超過一定限量時(shí),就會(huì)破壞已經(jīng)硬化的水泥石或使抗拉強(qiáng)度下降。
(3)控制好施工水灰比,嚴(yán)格按配合比投料。水泥混凝土的強(qiáng)度主要取決于其內(nèi)部起膠結(jié)作用的水泥石的質(zhì)量,水泥石的質(zhì)量取決于水泥的特性和水灰比。水灰比對(duì)強(qiáng)度的影響是很大的,但不是唯一的影響因素。因此,根據(jù)混凝土強(qiáng)度與水泥水化的固體產(chǎn)物在有效空間的關(guān)系,即強(qiáng)度增長與膠空比的關(guān)系,合理地確定施工水灰比,并嚴(yán)格按配合比投料,是確保水泥混凝土路面質(zhì)量的重要措施。
3)避免過早拆模及時(shí)進(jìn)行割縫,誘導(dǎo)裂縫在接縫位置展開
(1)在混凝土的施工中,為了提高模板的周轉(zhuǎn)率,往往要求新澆筑的混凝土盡早拆模。當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時(shí)間,以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模,在表面引起很大的拉應(yīng)力,出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期,由于水化熱的散發(fā),表面引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力,此時(shí)表面溫度亦較氣溫為高,此時(shí)拆除模板,表面溫度驟降,必然引起溫度梯度,從而在表面附加一拉應(yīng)力,與水化熱應(yīng)力迭加,再加上混凝土干縮,表面的拉應(yīng)力達(dá)到很大的數(shù)值,就有導(dǎo)致裂縫的危險(xiǎn),但如果在拆除模板后及時(shí)在表面覆蓋一輕型保溫材料,如泡沫海綿等,對(duì)于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力,具有顯著的效果。
(2)合理的分縫分塊及時(shí)及早鋸切橫縮縫,縫深必須嚴(yán)格達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度,在縮裂發(fā)生前及早形成弱斷面。橫縮縫位置的混凝土板底部加設(shè)誘導(dǎo)裂縫的木塊,使弱斷面效應(yīng)更加顯著。
(3)鋸縫設(shè)備配置不足時(shí),宜先隔3塊~4塊板跳鋸一條橫縫,最后補(bǔ)齊。不得已時(shí)還可以考慮以壓縫代替鋸縫
(4)前期施工時(shí)盡量使基礎(chǔ)平整避免基礎(chǔ)過大起伏,造成板厚不均。
以上對(duì)夏季炎熱季節(jié)施工期間易產(chǎn)生的收縮裂縫進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討,在具體施工中我們要多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,就能有效地解決這一質(zhì)量通病。