陕西建筑材料联盟

水泥混凝土路面病害的原因分析

悍马加固2018-06-19 13:28:22

一、原材料不合格


1)水泥安定性差,强度不足

水泥中的游离氧化钙在凝结过程中的水化很慢,水泥凝结硬化还在继续起水化作用,当水泥氧化钙含量较大时,就会破坏已经硬化的水泥混凝土或使其抗拉强度下降。水泥强度不足也会影响水泥混凝土路面的初期强度,使裂缝、断板出现的机率大大增多。水泥的水化热高、收缩性大,也容易导致开裂和断板。
2)砂、碎石含泥量及有机质含量超标

水泥混凝土路面所用砂、碎石的含泥量及有机质含量超过规范的标准,就会造成水泥与骨料的界面粘结力不足,导致产生开裂。同时过量的粘土含量有降低混凝土面层耐热性能,增大局部混凝土收缩膨胀的趋势。
3)砂、碎石的粒径和级配较差

骨料粒径的大小和级配对混凝土中的干缩值有密切关系,级配良好的骨料空隙率小,砂的用量少,收缩值也相对减小。使用粒径偏细的砂,会使混凝土的收缩值增大,造成混凝土的离析,粗、细集料聚集,形成强度和变形的薄弱区域。
4)碎石针片状颗粒含量过多

对混凝土混合料的施工和易性有明显的影响。
5)水及砂中有害杂质的腐蚀作用

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。

二、混凝土配合比选用不当

1)单位水泥用量偏大

在混凝土中,水泥是收缩的主要成分。水泥用量过大,必然导致混凝土的收缩率增大,从而引起水泥混凝土路面裂缝。
2)水灰比偏大

混凝土中的拌合水分自由水和化合水两部分。化合水的作用是使水泥水解和水化,剩余的皆为自由水,它是为了满足操作的要求。自由水在混凝土硬化过程中逐渐蒸发,使混凝土内部形成空隙。施工时采用较大的水灰比,是为了满足和易性的要求,但是偏大的水灰比增大了水泥混凝土初期在骨料表面的水膜厚度,在混凝土中形成空隙,从而影响了混凝土强度。但水灰比偏小时,因和易性差,影响施工操作,也难以振捣密实,使混凝土强度降低。因此要严格控制水灰比。
3)砂、碎石用量偏大

施工单位擅自改配比,增加砂、碎石用量,减少水泥用量,从而降低了混凝土强度。
4)混凝土拌合计量不准确

混凝土的配合比设计是根据水泥混凝土路面的强度、耐久性、耐磨性以及施工要求的和易性来确定的。计量误差允许:水泥1%,粗骨料3%,水1%,外加剂2%。施工单位未配备自动计量设备,用体积法大致计量,雨后不测含水量。
5)砂石材料含水率的测定

砂石材料的合水量是随气候变化而变化的,对砂石材料进行含水量应定时进行测定,及时对水灰比进行调整。

三、基层的施工质量较差

1)基层的标高控制不好,造成混凝土面层的厚度厚薄不一,过薄或厚薄交界处将成为薄弱断面,在混凝土收缩时,难以承受拉应力的作用而产生裂缝、断板。
2)基层平整度差。增加基层与混凝土面层的摩阻力,造成在薄弱部位开裂断板。
3)用松散材料调整基层标高。基地强度不均匀,较弱部位的面层容易开裂、断板。
4)基层干燥。
使混凝土路面板底部的混凝土失水,降低了路面板强度,导致裂缝断板。


四、气候影响

1)高温气候影响

促使混凝土水化热在较短时间内集中产生,造成混凝土强度裂缝,而且高温照射下的混凝上集料,蕴含大量的热能,使得混凝土入模温度过高,加剧了已浇筑混凝土早期热量的增加,进而影响混凝土内部应力应变的平衡,形成裂缝。
2)干燥气候的影响

当大气温度较低、外界水分不能及时得以补充时,混凝土表面水分的丧失,将很快造成表面的干缩裂缝。
3)温差的影响

当外界气温变化较大时,混凝土内部的温差将进一步增加,温差梯度达到一定值时,混凝上的温度应力将造成路面板沿较小断面的开裂。

五、施工工艺和安排等原因

1)施工工艺原因
①混凝土拌制不均匀,混合料离析,造成混凝土凝结硬化过程中的应力集中现象。
②混凝土振捣不均匀,尤其是人工浇筑振捣施工工艺,过振、漏振现象难以避免,造成混凝土密实性不均匀,靠面层砂浆厚度相差过大,极易形成区域性开裂。
③混凝土硬化过程中会因温差影响产生收缩于翘曲,导致开裂。
④传力杆安装不当,上下翘曲。
⑤采用真空吸水工艺时,如果因两吸垫之间未重叠而导致漏吸,则漏吸处水灰比两侧大,混凝上强度较低,收缩也大,易形成薄弱环节而开裂。
⑥提浆过厚使得路面混凝土表层稀浆厚度过大,造成表面干缩裂缝。
⑦早期养护不及时或养护方式不当,不能及时补充或阻止水分的蒸发,造成混凝土表面开裂。混凝土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,会影响混凝土水化作用的正常进行和水化物的生成,从而影响混凝土的强度。

2)施工安排不当
①施工车辆过早通行。在混凝土路面板未到养护期强度不足的情况下,开放交通产生荷载应力,造成路面的纵向开裂。
②相邻板通缝对新浇筑路面板产生诱导裂缝,甚至断板。
③混凝土浇筑间断,再浇筑时未进行施工缝处理。
④不良地质地段,在反复车辆荷载作用下水泥混凝土路面板产生断裂。
⑤切缝不及时或切缝深度过浅使应力集中,形成早期横向断板。


六、边界原因

1)在双幅路面施工中,已浇筑一幅的缩缝在另一幅未开始浇筑前已经贯通,当气温下降一定幅度时,断裂的缩缝随两边混凝土收缩,这样后浇筑还未切缝的混凝土受到较大的拉应力,而这时的强度还较低,当拉应力大于混凝土的初期抗拉强度时,就会在先浇筑板缩缝对应位置另幅板产生不规则裂缝。
2)如果基层已经产生裂缝,裂缝两边的基层在气温下降时收缩,由于摩擦力的作用,同样也会带动上面初期混凝土面板的开裂断板。

七、材料及施工原因

1)混凝土脆性原因
受当前水泥性能的影响,混凝土脆性的降低较难实现。据有关资料介绍,当混凝土的脆度系数(抗压强度与抗折强度之比)降至5.7以下,混凝土即具有较好的塑性。混凝土脆性将损害路面混凝土结构承受来自竖向重力、水平冲击力及抵抗膨胀温度产生的应力的能力,无疑会增大路面断裂的可能。
2)路面抗滑构造制作原因
混凝土的抗滑性能有赖于宏观抗滑构造与微观抗滑构造的共同作用。就宏观构造的形成而言,采取横向刻槽、拉毛等方式,都不失为一种有效的纵向抗滑措施。但是,一些施工单位为了强调感观上的良好视觉,不惜以加大提浆量来达到抗滑构造深度及边缘规则、表面光滑的感观效果,这种作法不仅严重削弱了路面侧向抗滑微观构造的作用,降低了面层混凝土的耐性能,而且由于砂浆厚度的增加,加剧了表现收缩裂缝的趋势,实为得不偿失。

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