道路施工中混凝土裂缝的产生及防治措施分析.pdf

2 0 1 2 年 9 月第 9 期 城 市道桥 与防洪 管理施工 2 1 5 道路施工中混凝土裂缝的产生及防治措施分析 张伟 新 ( 新疆 道路桥 梁工 程 总公 司第 一 工程 ， 新疆 喀什 8 4 4 0 0 0 ) 摘要 ： 在道 路施工进行 过程 当中 ， 混凝 土出现 裂缝 是一种 非常常 见的问题 ， 且在实 际的工程 环境 下非 常容易 造成道路 整体 结构 耐久 性的降低 。 正是 因为这样 ， 在进行 道路的建 设与施工 时才需要 更加高度 地关注这 样一个 问题 。 在实 际的公路 工程进行 当中涉 及 到的方 面 比较 多 ， 因此 混凝 路裂缝 的产生 原 因往 往也 就是多方 面 的 ， 尽管 在实 际的工程 环境 下已经采 取 了不少 的措施 来避 免 混凝 土裂缝 的出现 ， 但是 这样一 种不 良的现象仍然 是大量 的存 在 。 该 文正是基 于在这样 一种现 实的状况下 ， 针对道路 施工过 程中 混凝 土裂缝 的产生原 因 ， 以及具 体的 防治措施展开 了说 明和分析 。 关键 词 ： 道路施工 ； 混凝 土裂缝 ； 原因 ； 防治措施 中 图分类 号 ： U 4 1 5 文献 标识 码 ： B 文章 编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 2 ) 0 9 0 2 1 5 0 2 1 道路施工中混凝土裂缝产生的原因 1 1 混 凝 土表 面 拉 应 力 在 混 凝 土硬 化 的过程 中会 释放 出大 量 的水 化热 ， 这 样一种 热量 的存在 会使得 混凝土 内部 的 温度不 断地增 高 ， 最终会 导致在 混凝土 的表 面上 产生较 大 的拉应 力 ；而在 后期 的降温过程 中 ， 由 于基础 混凝土对 其产生一 个相应 的约束 ， 这 就会 使得混凝土的内部也产生一定的拉应力。对于混 凝土来说 ， 其本身就是一种脆性材料 ， 其抗拉强 度也是远 远小 于其 抗压强 度 ， 而水 泥在进行拌 和 的过程 中如果 出现水 灰 比设 置不恰 当的话 ， 就 很 容易 使得 水 泥在 运输 或者 是 浇筑 的过 程 中 出现 不 良的离析现象 。离析现象 的出现 同样会导致 混 凝 土 内部抗拉强度分 布的极 端不均匀 。除上述 两 种 常见 的情 况之外 ， 外 界气候 与温度 的变化也将 导致 混凝土的表面产生较大 的拉应 力 。在上述所 有状况下 ， 一旦拉应力的大小超过混凝土本身的 抗拉 强度 以后 ， 就会在混 凝土 的表面上产 生不 良 的裂缝 。 1 2 湿度 实 际上 ，混凝土 内部 湿度 的变化还是 比较缓 慢 的，但是其表面 的湿度变化则可能 因外界环境 而变得非常的迅速和剧烈 ，而一旦 内外的湿度变 化极度不均匀时 ， 也就容易导致湿度裂缝 的产生 。 ：湿度裂缝的产 生在实际的公路 工程建设环境 下往 ： 往是 由于工作人员 的养护不周所导致 。 1 3 温 度 在道路施 工过程 中，混凝土 由最 高温度 冷却 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 7 0 3 作者简介： 张伟新( 1 9 7 2 一 ) ， 男 ， 江苏人 ， 工程师， 项 目经理 ， 从 事公 路工程施 工工作 。 到运转 时期 的稳定温度这样一个过程 中 ，往往 容 易在 混凝 土的内部形成较大 的拉应力 ，而这样 一 种拉应力一旦大于外部载荷所 引起 的应力 时就会 在混凝 土的表 面产生不 良的温度应力 。下文将 就 施工各个环节 中可能 出现温度应力 的状况展开说 明和分析。 1 3 1 初期 一 般来说 ，从混凝 土的浇筑开始到水泥 的放 热全部完成这样一个过程基本上需要一个月左 右 。在 这样 一个 环 节 中水 泥 会放 出大量 的水化 热。水化热的存在就会使得混凝土的弹性模量在 这样一个过程 中发 生急剧而巨大的变化 。这样一 种变化就会在混凝土的内部形成残余应力。 1 3 2 中期 中期主要是从水泥放热完全结束到混凝土冷 却到稳定温度的这样一个过程。在这样一个过程 中温度应力主要就是由混凝土的冷却，以及外界 温度变化所引起 的。这样 一些 应力将会和早期形 成的残余应力相叠加。在中期的时候混凝土上的 弹性模量并不会发生太大的变化。 1 3 3 后期 后期实际上就是指混凝土完全冷却以后的全 部运转时期 。 在这样一个过程 中， 温度裂缝 的产生 主要就是 由外界温度 的变化所 引起 的。在这 样一 个过程中，混凝土的边界上没有任何可以进行约 束作用的结构，因此如果其内部的温度是呈现非 线性变化 的 ，其结构本身就会 因为相互之 间的约 束而 出现不 良的温度裂缝 。而在道路 的结构本身 尺寸相对较大 的时候 ，就会在其 中部位置处 出现 压应力 ，这样一种情况下结构 的全部或者是部分 的边界就会受到来 自于外界的约束 ，不能够 自由 变形而引起 的应力 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 1 6 管理施工 城 市道桥 与防洪 2 0 1 2 年9 月第 9 期 2 道路施工中混凝土裂缝的控制措施 2 1合理控制温度应力 2 1 1控制温度 在对温度 进行 良好 的控制时 ，可以在施 工的 过程 中采用 较为 良好 的骨料级配来 予 以实 现 ， 对 于一些本身较为干硬性的混凝土而言则可以通过 加入混合料 或者是 引气剂等来对其 进行改善 ， 从 而尽可能地减少混凝土中水泥 的实际用量 。 在进行 混凝土的拌和时还需要加入水来进行冷却 ， 这主要 是希望能够一定程 度地 降低 混凝 土的浇筑 温度 。 在天气较热且 温度较高 的时候就尽量减少浇筑的 实际厚度 ， 并利用浇筑层面来进行散热 。 2 1 2改善约束条件 在进行混凝土施工 的过程 中应 当按照混凝土 的基础将其合理地分缝 和分块 ，这样一种处理措 施的主要 目的是希望能够避免基础的起伏过大 ； 除此之外 ，还需要尽可能合理地安排好道路工程 的施工工序，这样做的目的就是希望能够避免过 大高差 的出现 ；再次就是在进行施工 的过程 中要 尽量改善好混凝土的性能，这样就能够在一定的 程度上提高混凝土本身的抗 裂能力 ，并加强养护 来避免其表面发生干缩 。这样 系列 的措施对 于 混凝 土性能与质量 的保障都 是非 常关键 和有 意义 的 ，能够在施工 的过程 中真正实现预防贯 穿性裂 缝发生的防控 目的。 2 2适时拆模 在进行道 路施 工的过程 中 ，往 往需要 对一些 新 浇筑的混凝土尽快地拆模 ，这样一种要求和处 理 的主要 目的就是希望能够在施工的过程中尽可 能大地提高模板的利用率。但是在混凝土本身温 度过 高的时候则需要 对其拆模 时间多加考 虑 ， 这 主要是 因为能够避 免混凝 土表面 出现早期 裂缝 。 在混凝土浇筑的初期 ， 由于大量水化热的散发 ， 就 会使得其表面上存 在较大 的拉应力 ，在这样一种 情况下 ，如果表面温度 比外界 的气温高 出太 多的 话， 如果采取拆模 ， 就会使得其表面上的温度骤然 降低 ， 这无疑会 导致温度梯度 的产生 ， 从 而在 混凝 土 的表面上产生较大的温度应力 。温度应力 与实 际的水化热应力相叠加 ，最终 导致 的就是混 凝土 表面上的干缩，当其数值较大的时候就会进一步 加大其裂缝 的产生 。而这样一种状况则可以通过 表面加轻 型保温材料这样一种处 理方法来 予以 良 好的解决 。 2 3适量增加钢筋 在温度不太高或者是温度应力低 于极 限状态 的时候 ，钢筋 的各项指标和性能基本上 就是趋近 于稳定 的。在这一时期 内基本上和其应力状态 、 时 间， 以及温度都没有太大的关系。钢 的线胀 系数和 混凝土的线胀 系数基本上保 持一致 ，因此在温度 发 生变化 的时候两 者之 间也 只有 比较 小 的 内应 力。根据这样一种分析就可以看到 ， 在混凝土的内 部想要利用钢筋来 防止细小裂缝 的出现基本 上就 是很困难 的。但是在加筋以后结构 内的裂缝往往 会变得数 目更 多且 间距更小 ，宽度和深度上也会 相应地变小。如果在钢筋的直径较细且间距 较密 的时候 ，对于混凝土抗裂性 的提高还是有很好的 效果 的。在混凝 土和钢筋混凝土结构 的表面上往 往会产生一些纹路较小 的裂缝 ，这样一些裂缝一 般都属于干缩裂缝 ，虽然说这样一种干缩裂缝往 往 比较浅 ，但是在实 际的工程环境下对于结构 的 稳定性和耐久性 的不 良影响还是 比较大的。 2 4正确使用外加剂 在道路工程的施工过程中为保证其施工质 量 ，为 防止混凝土的开裂并提高混凝土 的结构耐 久性 ， 可 以选择在混凝土 中加入适量 的外加 剂 ， 这 实际上也是减少混凝土开裂的有效措施 之一 。在 这里就利用减水剂的现由使用来进行简要 的说 明 和分析 ：混凝土 中加入减水剂的理 由主要 是因为 在混凝 土的内部存在着较多的毛细孔 道 ，这样一 些毛细孔道 的存在就会使得水在蒸 发以后在毛细 管 内产生表 面张力 ，使得混凝 土产生不 良的干缩 变形 ， 因此 ， 毛细孔径的增加就有利于毛细管表面 张力的降低，但是这样一种变化也会使得混凝土 的强度有所降低 。 3 结语 本文 主要就道路施工过程 中混凝土 裂缝产 生 的原 因 ， 以及其防治措施展开 了说明和分析 ， 望与 同行一起探讨。 参考文献 【 1 刘朝晖 道路施工技术要点分析 科技创新导报， 2 0 0 9 ， ( 2 5 ) 2 】张士 才 道路施 工 中混 凝土 的常见 问题 J 1 中国新技 术新 产 品 2 0 0 9， ( 1 4 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m