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塑性水泥混凝土路面塑性收缩裂缝原因和对策学术

收藏本文 2024-03-27 点赞:15278 浏览:62042 作者:网友投稿原创标记本站原创

滑模或人工施工的普通素水泥混凝土路面,当养护措施尚未采用以前(即混凝土初凝前),新拌混凝土处在泌水过程中或泌水后的柔软塑性状态,表面产生的杂乱或定向的裂纹现象,称作塑性收缩裂缝,又称凝结前裂缝。
观察表明:塑性收缩裂缝在水泥混凝土路面上的发生时间在路面施工后45min到4h之间,初凝时间以后,混凝土具有一定的抗裂能力,就不再发生。

一、塑性收缩裂缝的性质及成因

(一)原生微裂缝。新拌混凝土未达到相对均匀连续多相物系造成的塑性收缩裂缝,如抹面不当,等料或欠振的混凝土表面所产生的塑性收缩开裂是原生微裂纹,其后的塑性收缩裂纹,仅尺寸增大而已。这种现象应当在施工中采取措施加以消除。因此不是研究的重点。
(二)塑性收缩裂缝。从塑性收缩裂缝的性质上讲,它是在混凝土尚在柔软塑性状态时,混凝土表面失水蒸发干燥,同时蒸发降温,水泥水化所发生的干燥收缩,温度收缩和化学减缩共同相互作用的结果。表面蒸发失去水分,发生干缩;同时失水又带走热量,使表面降温,发生温缩。温缩取决于热量及温度平衡条件,水泥在遇水的最初1.5-20h内,处于初始快速放热水化期,混凝土面板中部温度可升高1-3摄氏度;化学减缩在最初2小时主要表现是泌水,泌水并不引起开裂,自由水在表面代替了混凝土中的蒸发水,对抵抗塑性收缩裂缝有利。
由上述分析可见,塑性收缩定性地讲,以干缩为主,以温缩和化学减缩为辅。定量地讲新拌混凝土发生塑性收缩开裂与否、裂缝多少不仅与外界因素造

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成的干缩、温缩和水泥的化学减缩有关,还与新拌混凝土材料抵抗塑性收缩裂缝的能力有关,是一个多因素交互影响的复杂问题。
目前从理论上讲,很难将塑性状态时的干缩、温缩、水泥的化学减缩区分开,事实上也没有区分的必要。干缩与温缩都归结为同一个原因:过大的蒸发率。因此,国内外控制塑性收缩裂缝主要是减小蒸发率,即减少新拌混凝土塑性体积收缩量。混凝土中水分的蒸发速率直接与施工时外界的风速、相对湿度、气温、日照和养生措施采用的早晚有关,新拌混凝土抵抗塑性收缩裂缝的能力与原材料细粒含量、配合比中水泥浆和砂浆含量、新拌混凝土的匀质性和离析与否有关。
从以上混凝土路面产生塑性收缩裂缝的性质和原因可知,防止塑性收缩裂缝的措施应从材料、施工和环境三个方面着手;并围绕两个核心问题进行;一是减少表面蒸发率,二是增大材料的抗裂能力。

二、塑性收缩裂缝的危害和处理方式

滑模摊铺或人工施工的水泥混凝土路面按塑性收缩裂缝的程度可划分为三种,其危害程度不同,处理方式也不同。
(一)轻微塑性收缩裂缝。观察表明:轻微塑性收缩裂缝在路面板表面上可出现单条或多条裂缝,成片分散在几块板上。它的分布是无规律杂乱的,裂缝宽度大约为1mm,长度0.2-1m不等,这种塑性收缩裂缝的深度较小,一般为2-4cm左右。
轻微塑性收缩裂缝在滑模摊铺和人工施工的水泥混凝土路面都可出现,一般是材料因素加上环境大蒸发条件造成的,它的危害程度不严重,仅影响混凝土路面的使用耐久性,如加大了水的渗透性,降低了路面抗冻性、耐磨性和耐疲劳性,增加了断板和破碎的可能,可不做处理或适当处理。按目前的观测,在通车5-10年,短期内没有发现问题。
(二)中度塑性收缩裂缝。中度的塑性收缩裂缝宽度2毫米左右,长度1-2米,深度5-10厘米,方向基本与路面纵向或施工方向平行。这种塑性收缩裂缝在滑模摊铺水泥混凝土路面上出现较多,在人工施工的水泥混凝土路面上也有发生,如抹面压力过大造成的垂直于抹刀运动方向的塑性收缩裂缝。其产生原因很复杂,有施工方式、材料因素和外界环境等众多因素的影响。
这种塑性收缩裂缝危害比微裂缝大,为在使用期间保证水泥混凝土路面板的整体性和使用功能,对中度塑性收缩裂缝必须进行处理。处理方法有各种粘结剂灌缝或打掉表层开裂部分再加钢筋网施工。灌缝要求灌满,灌过的缝劈裂强度要满足推算最小抗折强度不小于

4.5Mpa。

(三)严重塑性收缩裂缝。滑模摊铺水泥混凝土路面施工现场观测到的严重塑性收缩裂缝,一般裂缝深度10-15厘米,宽度3-5毫米;长度可达到一个新的水平5-6米,方向大致是纵向的。
滑模摊铺机的振捣棒位置安装过深,新拌混凝土稠度过大,在振捣棒离开时,形成了砂浆槽,顺槽产生的纵向一定间距有规律的塑性收缩裂缝;或滑模摊铺机侧模的挤压角度过大出现混凝土路面向两侧胀宽,由于塑性变形过大,引发的纵向塑性收缩裂缝。有规律的塑性收缩裂缝一般是由于施工操作不当加上不利的大蒸发条件引起的,裂缝严重程度要比前二种塑性收缩裂缝大得多,而且滑模摊铺的水泥混凝土路面更为严重,危害很大。它将混凝土路面分割成不规则的小块,无法保证路面的整体板块和使用性能。出现这样严重的塑性收缩裂缝的水泥混凝土路面必须打掉重做。
参考文献
杨长辉,吴芳.混凝土塑性收缩裂缝成因及防裂措施研究综述[J].混凝土.2011(05).
傅智.水泥混凝土路面防止塑性收缩裂缝的研究[J]. 公路.2006(11).

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