水泥混凝土路面裂缝的防治(混凝土裂缝宽深度检测仪)
公路改建工程于2004年8月完工,改建后的公路为二级公路,设计行车时速80公里/小时,设计使用周期30年,路面结 构为20cm的水泥混凝土路面+20cm的水泥稳定风化料基层+20cm的石灰土底基层。尽管在 施工中加强了质量管理并改进了施工工艺,但仍是不断出现各种 类型的裂缝。这些裂缝(不包括面板的干缩裂缝)多半发生在混 凝土面板浇注后的1~2天内,位置大多在距缩缝1米的范围内, 个别也有在面板中部开裂的。缝宽随时间的延续,由细发展到 宽,细的只有0.1mm,仔细查找才能发现。缝深可贯通板面,严 重时基层也会断裂。横向缝较纵向缝居多。 造成面板开裂的因素是很多的,只要施工中不谨慎随时都可以出现面板的各种裂缝。当混凝土面板的抗拉、抗折强度低于 混凝土的收缩和翘曲应力时,裂缝就会产生,而随着时间、气温 变化、雨水渗入及行车作用,会终导致全部路面的破坏,目前 尚无理想的修补方法。对裂缝严重的面板只有铲掉重浇新板,在 浇注前应在相邻板的接触面处钻孔埋设传力杆。面板裂缝轻微且 不再发展的,可以采取修补。修补工作不但费工费料,外观难 看,而且工艺繁杂,使用效果也不及原有的整体板。为此,施工 过程中要严格管理,精心组织,大限度地降低裂缝的产生。
温度裂缝产生原因
混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上 升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老 混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会 在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的 抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或 变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,如养护不 周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导 致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/ 10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104, 长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104。由于原材料不 均匀,水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块 混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低, 易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢 筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝土 的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承 担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。
但是在施工中混凝土由高温度冷却到运转时期的稳定温度,往 往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它 外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合 理的结构设计和施工极为重要。
严格掌握混凝土的配合比和水灰比
混凝土的配合比和水灰比对强度起至关重要的作用。一般 都能做到依据水灰比与强度关系曲线进行计算和选配合理的配合 比,但关键是在实际施工中要按采用的配合比严格执行,坚决杜 绝上料不过秤。
在公路工程中根据不同厂家的水泥和工地实际采备的砂 石料,采取现场取样试配,以校核各施工单位报检的配合比,凡 不经监理处批准的配合比一律不得使用。规定统一使用山东水泥 厂生产的普通硅酸盐水泥,不得随意使用矿渣水泥来浇筑面板, 水泥标号不低于425号,要求混凝土单位用量不超过320kg/m 3,水灰比不大于0.45,混凝土单位重不小于2400kg/m 3,含砂率控制在27~30%间。混凝土的试配强度比设计强度提高10%,即抗 压强度大于33Mpa,抗折强度大于5Mpa。
混凝土钻孔取芯机取样抽验几个已断裂的面板发现,它们28天抗折强度 大多数都小于设计强度,有的混凝土单位质量不足2400kg/m 3,有的试件含有黄褐色小点儿,说明砂料不净夹有土粒。露天堆放 的砂石料,会沾染泥灰杂物,若不清除势必影响混凝土的质量。 为此,监理处明文规定:砂子要过筛,石子在进入拌和设备前应 用鼓风机吹净尘土和石粉。若泥土杂物含量超过5%不易吹净 时,应加水冲洗,使杂质含量小于1%。
在两条胀缝间尽量选用同一厂家生产的同一品种水泥。特 别是胀缝处*使用同一批号的水泥,避免因水泥不同影响面板 混凝土强度的均匀性。
每天每个作业面至少做两组试件,以抽检其配合比和强 度。夏季多雨天气还要随时检查其砂石材料的含水量,调整混凝 土的用水量。