浅谈水泥砼路面早期裂缝的危害与防治
[摘要]:本文对水泥砼路面中常见的一些早期裂缝的危害及潜在问题进行了探讨和分析,并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。
[关键词]:砼、裂缝的危害与处理
近年来，在江苏启东开发区的市政道路建设中，普遍采用较多的是水泥砼路面结构。因其具有强度大、承载力强，刚度大、扩散荷载能力强，耐久性好、抗侵蚀能力强，特别是水稳定性好且使用周期长、正常维护费用低的优点，深受人们的喜爱。但其突出缺点是：一次投资大，损坏难以修复（以各种裂缝的形势出现）。因此如何利用水泥砼路面的优点，克服其缺点，是今后砼路面修建的实际意义。
虽然这几年我单位施工了不少的水泥砼路面，但无论是技术上还是管理上，仍有不少的教训值得我们去反思讨论。尤其是水泥砼路面的早期裂缝的危害及防治就是我们要面对的重要课题。因为裂缝往往给工程带来不同程度的危害,甚至会造成经济上的巨大损失。
一、早期裂缝的危害
早期裂缝是水泥砼路面常见的病害之一，由于它是以裂缝的形式出现，因此修补较困难。整块敲掉，经济损失较大，时间也较长。因此如何消除和防治早期裂缝，对道路工作者来说是一项重要课题。（文中的早期裂缝主要是指开放交通前产生的裂缝，均称为早期裂缝。）
水泥砼路面的裂缝产生的原因的很多：1、有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；2、有外载作用引起的裂缝；3、有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。
二、早期裂缝的分类、成因及防治
根据“早裂”的成因及外部条件的影响，初步归纳为四种：分别是沉降裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、施工裂缝。
2.1、沉降裂缝
沉降裂缝是在砼浇筑后，水泥和骨料自然下沉，同时引起泌水，在沉降过程中发生的裂缝。产生沉降裂缝的主要原因是砼浇筑后，水泥和骨料在下沉阶段，如受钢筋和其它埋件的局部阻碍、模板移动、基础沉降，使该处的砼产生拉应力和剪应力时该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般会在浇筑后1～3小时产生，属于硬化前裂缝。发现后及时处理，可重新加压、抹平，使裂缝闭合，能达到较好的效果。沉降是砼特性之一，完全避免是不可能的，但沉降也是有一定的限度的，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。即单位用水量越大，泌水率越大，沉降量也越大。
为防止和减少沉降裂缝，做到如下：
a、在保证砼和易性的条件下，降低砼的单位用水量，最好使用干硬性砼。
b、震捣密实，消除因泌水产生的水膜而减少砼沉降。
c、选择在沉降结束前能快速硬化，而又不失去粘结力的水泥和外加剂。
2.2、干缩裂缝
干缩裂缝的产生主要是由于砼浇筑之后，在硬化的过程中，内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果；砼受外部条件的影响,表面水分损失过快,变形过大,内部湿度变化较小,较大的表面干缩变形受到砼内部约束,产生较大拉应力。当拉应力大于当时砼的抗拉强度时即产生干缩裂缝。
干缩裂缝的主要特征：表面开裂，纵横交错，没有一定规律；缝宽和长度都较小，与发丝相似，不注意时较难发现。干缩裂缝通常会影响砼的抗渗性,引起钢筋的锈蚀影响砼的耐久性及承载力等。干燥收缩也是砼特性之一，正是因为这一特牲，能使砼密实，提高砼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。根据对干缩裂缝的认识、成因分晰如下：
在冬季或是夏季施工时，往往养护不及时，风吹日晒，造成砼表面水分蒸发过快，超过了泌水速度，因而产生裂缝。对于塑性砼来说，从凝结到硬化结束，就是早期收缩期间，也是砼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，都会造成砼过量收缩而产生裂缝。实践证明，水泥标号越高，收缩越大，产生干缩裂缝危害的机会就越大。干缩裂缝的产生与使用材料、配合比，板块尺寸，养护条件、外加剂等因素有密切关系。为了防止干缩裂缝产生，首要任务是消除一切可能诱导“干裂”产生的因素。主要从以下几方面着手。
①、正确选用原材料、外掺剂、严格控制原材料的质量，根据不同的气候条件，选用合理级配。
③、严格施工管理，防止水分过量蒸发，进入养护期后，注意养生。规范中写了较多的养生的方法，但我本人认为，这些都不太实用。无论在什么季节，用塑料薄膜养生即经济又实惠。夏季它能防止水分过快的蒸发，不用频繁的洒水，节省人力物力；冬季又能起到保温的作用，还能周转使用。
④、不同的外加剂及剂量均会对砼的干缩率有一定的影响。因此，掺配外加剂前应对干缩率作试验后，再确定是否掺配及掺配量。
2.3、温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积砼表面或温差变化较大地区的砼结构中。由于砼的体积较大,大量的水化热聚集在砼内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而砼表面散热较快,这样就形成内外的较大温差,造成内部与外部热胀冷缩的程度不同,使砼表面产生一定的拉应力。当拉应力超过砼的抗拉强度极限时,砼表面就会产生裂缝,这种裂缝多发生在施工中后期。温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂缝常纵横交错；深入和贯穿性的裂缝一般与短边方向平行或接近平行,沿着长边分段出现,中间较密且宽度大小不一,受温度影响较为明显,冬季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的裂缝是通常中间粗两端细,而冷缩裂缝粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,砼的碳化,降低砼的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
为了防止温缩裂缝的产生，施工如下：
①大体积的浇筑砼时，首先降低原材料的温度（给砂、石材料遮阴）。合理安排施工时间,避免在高温时段浇注砼，且浇注时温度宜控制在25度以下；同时要尽量加快施工速度、缩短浇注时间,尽量降低砼的入模温度,减少结构物的内外温差,并延长砼的初疑时间。
②优先选用低水化热的水泥。如大坝水泥或是矿渣水泥。
③对大面积砼进行合理的分块。
2.4、施工裂缝
由施工操作不规范引起的裂缝。
①砂石材料含水率的测定：砂石材料的含水量是随气候变化而变化的。施工中往往根据设计而不考虑这一因素，从而使水灰比失去控制。事实上，在施工现场要在每班开工前及天气变化时，对砂石材料进行含水量的测定，及时对水灰比进行调整。
②标高控制不严，使砼板块厚薄不均，造成砼强度不匀，在砼板块厚薄不一界面，在外力作用下及收缩时产生拉应力，易产生裂缝，影响砼使用质量。
③振捣不密实。从现场取芯的芯样上，往往会发现芯样气孔较多。这是砼振捣不密实的表现，砼有足够的弯拉强度，来自于它的密实度。
④随意向砼中加水这种行为与水灰比过大的情况类似。随意加水会使砼中自由水份增加，随着水份蒸发，使砼内空隙增大。
⑤养护不及时。砼的结构和强度的形成及增长有一个过程，并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护，会影响砼水化作用的正常进行和水化物的生成，从而影响砼的强度。
⑥一盘中多余的砼在浇筑间歇摊在基层上面。对于在工作间歇遇到一盘多余的砼摊铺在基层上的做法，是不允许的。但在工作中确实常碰到。很显然，加了这一薄层使面层厚度减少，且薄层未经振捣结构强度低，由于这一薄层的存在势必影响面层的强度。
三、结束语
综上所述,砼的物理力学性质决定了砼裂缝是不可以避免的,必须从设计、原材料、施工等方面全方位实施质量控制,才能最大限度地预防和控制裂缝的产生,使砼路面更趋于安全、实用，避免裂缝给工程带来不必要的损失。