分析新建水泥混凝土路面斷板原因

1、分析新建水泥混凝土路面斷板原因水泥混凝土路面在夏季施工應(yīng)根據(jù)氣候炎熱的特點(diǎn)，采取必要的施工技術(shù)措施，來進(jìn)行施工。否則就容易使新施工的水泥混凝土路面產(chǎn)生斷板，甚至是連續(xù)斷板。在一次夏季施工水泥混凝土路面，新建的水泥混凝土路面出現(xiàn)一些斷板和連續(xù)斷板現(xiàn)象，筆者覺得很有特殊性和典型性。故對斷板產(chǎn)生的原因就當(dāng)時(shí)的施工的各種原因進(jìn)行分析，并提出以后工作應(yīng)注意的問題，以防止類似的現(xiàn)象的再次發(fā)生。1 斷板產(chǎn)生的過程1.1 施工時(shí)間及氣候條件施工時(shí)間為2000 年 7 月 24 日上午6： 00-12： 00；氣候條件：晴，最高氣溫35，東南風(fēng)：4-5 級。1.2 斷板的產(chǎn)生上午從 6 點(diǎn)開始，至中午12 點(diǎn)，

2、該段工地仍在施工水泥混凝土路面。在已處于高溫及烈日暴曬的情況下，為防止太陽直接曝曬于板塊表面。施工人員在用遮雨棚擋住一部分混凝土板外，同時(shí)用一部分黑色編織布及塑料布進(jìn)行遮蓋，在中午陽光的直射下，塑料布下混凝土在氣溫及水化熱的雙重作用下，溫度上升很快，并且很快達(dá)到65左右。施工人員在發(fā)現(xiàn)溫度過高時(shí)，又在13： 30 左右時(shí)將混凝土表面的塑料布及編織布揭去。當(dāng)天下午就發(fā)現(xiàn)了一塊混凝土板出現(xiàn)橫向裂縫。同時(shí)， 沒有及時(shí)采取措施盡快根據(jù)混凝板的實(shí)際情況提前進(jìn)行切縫，因此在7 月 25 日上午例行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)連續(xù)斷板，共計(jì)斷板10 塊，大多數(shù)為橫向斷板，并貫通整塊面板。2原因分析1.3 夏季施工沒有采

3、取必要措施避開高溫階段GBJ97-87 水泥混凝土路面施工及驗(yàn)收規(guī)范第 4.8.4 條 （四）規(guī)定：氣溫過高時(shí)應(yīng)避開中午施工，可在夜間進(jìn)行。并在第4.8.3 條規(guī)定，“當(dāng)混凝土拌合物溫度在 30-35 時(shí)，混凝土板的施工應(yīng)按夏季施工規(guī)定進(jìn)行。 ”查當(dāng)天施工最高溫度35度，晴天，日照充足，中午11： 30-14： 30時(shí)是氣溫進(jìn)入最高溫度階段的時(shí)間，此時(shí)還在施工，溫度對水泥混凝土路面的影響是可想而知的。另外，本段曾在6月 13 日上午施工一段的試驗(yàn)路。在上午 11 時(shí)停機(jī)， 到下午 2 點(diǎn)鐘時(shí)，其混凝土表面已產(chǎn)生縱向、橫向裂縫等大小不等的不規(guī)則裂縫和斷板，當(dāng)時(shí)分析就已經(jīng)指出夏季施工應(yīng)避開中午高溫

4、時(shí)間，防止產(chǎn)生裂縫或斷板， 7 月 24 日的斷板再次證明這一規(guī)律。1.4 干縮裂縫在水泥混凝土中，水在水泥石中是以化學(xué)結(jié)合水，層間水物理吸附水以及毛細(xì)水等狀態(tài)存在著，當(dāng)這些水在混凝土硬化過程中失去時(shí)， 水泥混凝土本體就會受縮，這些就是干縮。但是這是自由收縮，還不會導(dǎo)致裂縫的發(fā)生，惟有收縮受到限制而發(fā)生收縮應(yīng)力時(shí)，才容易產(chǎn)生干燥收縮裂縫，水泥漿干縮的內(nèi)部限制主要是混凝土中骨料對水泥漿的限制。在普通水泥混凝土中，水泥漿的收縮率被限制了90%，所以混凝土內(nèi)部經(jīng)常存在著引起干縮裂縫的應(yīng)力狀態(tài)。干縮裂縫一般為表面或不規(guī)則斷板?；炷撩姘逶跐仓瓿珊?。經(jīng)過表面修整抹面后應(yīng)盡快采取措施避免日光曝曬新澆筑的

5、混凝土，使其表面減少蒸發(fā)量，防止混凝土面板表面迅速失水而產(chǎn)生干縮裂縫。本段混凝土在中午澆筑后，為防止陽光暴曬，雖然一部分采用遮陰棚，一部分采用了黑色塑料編織布覆蓋，但在高溫時(shí)揭走覆蓋物而產(chǎn)生的表面迅速失水，就造成了水泥混凝土的表面蒸發(fā)的不均勻。水泥混凝土表面的迅速失水以及失水的速率不同，是該段產(chǎn)生干縮裂縫的一個重要因素。1.5 冷縮裂縫在提出這個問題時(shí)，有人會感到奇怪。在夏季施工時(shí)怎會產(chǎn)生冷縮裂縫呢？實(shí)際在特定的條件下，人為造成大溫差，使表面迅速收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力造成斷板。和一般材料一樣，水泥混凝土具有熱脹冷縮性能，混凝土板塊的熱脹冷縮都是在相鄰部分或整體性限制條件下發(fā)生的，故熱脹屬于變形壓縮，

6、而冷縮則屬于拉伸變形很容易開裂。水泥的水化過程是一個放熱過程。在混凝土硬化過程中釋放大量熱能，致使溫度上升，在通常溫度范圍內(nèi)，混凝土溫度上升1，每m膨脹0.01mm這種溫度變形對大面積板塊極為不利。有資料表明，水泥水化過程中的放熱速度是變化的，初始較慢，25min后增溫，大約在終凝后12h的水化熱溫度可達(dá)80-90 C。使內(nèi)部混凝土產(chǎn)生顯著的體積膨脹，而板面溫度隨著晚上氣溫降低，濕水養(yǎng)護(hù)而冷卻收縮，致使混凝土路面內(nèi)部膨脹，外部收縮，產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力。當(dāng)外部混凝土的受拉應(yīng)力一旦超過混凝土當(dāng)時(shí)的極限抗拉程度時(shí)，板塊就產(chǎn)生裂縫后橫向斷裂。此外，從最高溫度降溫，由于受到已有基層或已硬化混凝土的約束力，

7、在溫度下降時(shí)，就不能自由收縮，就要產(chǎn)生裂縫，這種裂縫大多是貫通路面的。當(dāng)板溫均勻下降時(shí)，其溫度差引起的應(yīng)力可用下式計(jì)算：板中：（T x=Er a ATP/ （1-區(qū) c）板邊：（rx= -Er a ATP式中：口 一混凝土的線膨脹系數(shù)，一般為1X10-5p 因溫度應(yīng)力作用時(shí)間長，考慮徐變影響的應(yīng)力松弛系數(shù)，一般取2/3 ；AT溫度差；wc 混凝土各齡期的泊松比，設(shè)為0.15;Er 混凝土各齡期的彈性模量（MPa） 。本段混凝土在施工完成后加塑料布覆蓋，由于氣溫高再加上水化熱的作用，混凝土表面溫度以達(dá)到65-75，而施工人員在這種情況下把塑料布揭去人為造成混凝土表面溫差，查當(dāng)時(shí)最高氣溫為35，以

8、65來計(jì)算，其溫差為35-65=-30 ，根據(jù)公式，查有關(guān)資料：在Er=2.5 X104Mpa T=-30C時(shí)，則板中的溫度應(yīng)力為：（rx=2.5 X 104X1 X 10-5 X （-30） X 2/3/ （1-0.15 ）=-5.88MPa1/8-1/7 ，即為4.38-5.0Mpa ,本段水泥混凝土設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度為5.0Mpa,可見氣溫驟降30的溫度應(yīng)力在短時(shí)間內(nèi)超過混凝土的設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度，板塊的橫向裂縫已不可避免。2.4 切縫不及時(shí)由于高溫季節(jié)施工，又是在覆蓋升溫的情況下，應(yīng)加強(qiáng)觀察提前進(jìn)行切縫，使混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力釋放在切縫端。該水泥混凝土路面施工沒有采用真空吸水工藝，再加上夏季施工

9、外加劑中摻有緩凝劑。正常是在下午開始施工，當(dāng)板面成活后，在當(dāng)時(shí)溫度條件下一般都要在16-18 小時(shí)才可以切縫，而該段混凝土路面在施工過程中由于在上午施工，經(jīng)過中午烈日高溫影響，再加上人為覆蓋增溫，因此混凝土板強(qiáng)度形成較快，作為施工人員，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)注意觀察，一旦強(qiáng)度允許，及時(shí)切縫。2.5 施工人員經(jīng)驗(yàn)不足，遇到問題處理不當(dāng)筆者認(rèn)為，在當(dāng)時(shí)已用塑料布覆蓋的情況下，如果不是揭去覆蓋物而是既然已使用就暫時(shí)不動，讓混凝土在高溫情況下繼續(xù)保持濕潤， 那么塑料布就會保證混凝土表面不至于迅速的大量的失去水分，同時(shí)也不會產(chǎn)生較大的溫差。施工人員應(yīng)加強(qiáng)觀察，在高溫高濕情況下混凝土強(qiáng)度上升很快，及時(shí)切縫，這樣就可以減少斷板，甚至不斷板。3 綜上所述，該段混凝土產(chǎn)生連續(xù)斷板的因素是多方面的，而且是相互作用的。因此，通過這次問題的出現(xiàn)，給了我們以下的啟示：3.1 . 夏季施工，必須避開高溫時(shí)間，這是防止裂縫和斷板的最有效的方法。在這段問題出現(xiàn)之后，后面的工程都采用了午后3-4 點(diǎn)開始施工，一直施工到深夜的時(shí)間段，再加上其他措施得當(dāng)，施工了3 萬多平方米的混凝土路面目前尚未發(fā)現(xiàn)一塊斷板.3.2 對已完成的混凝土板面，應(yīng)注意防止表面失水太快，形成干縮裂縫，一般都是采用噴灑養(yǎng)護(hù)劑及遮雨棚防止曝曬的形式來避免。3.3 防止冷收縮，特別在施工中突然遇到雷陣雨氣候的情況，應(yīng)及時(shí)采取措施，對