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水泥混凝土路面病害的原因分析
瀏覽: 發布日期:2020-04-27
一、原材料不合格
1.水泥安定性差,強度不足
水泥中的游離氧化鈣在凝結過程中的水化很慢,水泥凝結硬化還在繼續起水化作用,當水泥氧化鈣含量較大時,就會破壞已經硬化的水泥混凝土或使其抗拉強度下降。水泥強度不足也會影響水泥混凝土路面的初期強度,使裂縫、斷板出現的機率大大增多。水泥的水化熱高、收縮性大,也容易導致開裂和斷板。
2.砂、碎石含泥量及有機質含量超標
水泥混凝土路面所用砂、碎石的含泥量及有機質含量超過規范的標準,就會造成水泥與骨料的界面粘結力不足,導致產生開裂。同時過量的粘土含量有降低混凝土面層耐熱性能,增大局部混凝土收縮膨脹的趨勢。
3.砂、碎石的粒徑和級配較差
骨料粒徑的大小和級配對混凝土中的干縮值有密切關系,級配良好的骨料空隙率小,砂的用量少,收縮值也相對減小。使用粒徑偏細的砂,會使混凝土的收縮值增大,造成混凝土的離析,粗、細集料聚集,形成強度和變形的薄弱區域。
4.碎石針片狀顆粒含量過多
對混凝土混合料的施工和易性有明顯的影響。
5.水及砂中有害雜質的腐蝕作用
有害雜質與混凝土產生反應生成易溶于水的物質,使混凝土被腐蝕,強度降低,在車輛荷載的不斷作用下,遭到破壞。
二、混凝土配合比選用不當
1.單位水泥用量偏大
在混凝土中,水泥是收縮的主要成分。水泥用量過大,必然導致混凝土的收縮率增大,從而引起水泥混凝土路面裂縫。
2.水灰比偏大
混凝土中的拌合水分自由水和化合水兩部分?;纤淖饔檬鞘顾嗨夂退?,剩余的皆為自由水,它是為了滿足操作的要求。自由水在混凝土硬化過程中逐漸蒸發,使混凝土內部形成空隙。施工時采用較大的水灰比,是為了滿足和易性的要求,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,從而影響了混凝土強度。但水灰比偏小時,因和易性差,影響施工操作,也難以振搗密實,使混凝土強度降低。因此要嚴格控制水灰比。
3.砂、碎石用量偏大
施工單位擅自改配比,增加砂、碎石用量,減少水泥用量,從而降低了混凝土強度。
4.混凝土拌合計量不準確
混凝土的配合比設計是根據水泥混凝土路面的強度、耐久性、耐磨性以及施工要求的和易性來確定的。計量誤差允許:水泥1%,粗骨料3%,水1%,外加劑2%。施工單位未配備自動計量設備,用體積法大致計量,雨后不測含水量。
5.砂石材料含水率的測定
砂石材料的合水量是隨氣候變化而變化的,對砂石材料進行含水量應定時進行測定,及時對水灰比進行調整。
三、基層的施工質量較差
1.基層的標高控制不好,造成混凝土面層的厚度厚薄不一,過薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面,在混凝土收縮時,難以承受拉應力的作用而產生裂縫、斷板。
2.基層平整度差。增加基層與混凝土面層的摩阻力,造成在薄弱部位開裂斷板。
3.用松散材料調整基層標高?;貜姸炔痪鶆?,較弱部位的面層容易開裂、斷板。
4.基層干燥。使混凝土路面板底部的混凝土失水,降低了路面板強度,導致裂縫斷板。
四、氣候影響
1.高溫氣候影響
促使混凝土水化熱在較短時間內集中產生,造成混凝土強度裂縫,而且高溫照射下的混凝上集料,蘊含大量的熱能,使得混凝土入模溫度過高,加劇了已澆筑混凝土早期熱量的增加,進而影響混凝土內部應力應變的平衡,形成裂縫。
2.干燥氣候的影響
當大氣溫度較低、外界水分不能及時得以補充時,混凝土表面水分的喪失,將很快造成表面的干縮裂縫。
3.溫差的影響
當外界氣溫變化較大時,混凝土內部的溫差將進一步增加,溫差梯度達到一定值時,混凝上的溫度應力將造成路面板沿較小斷面的開裂。
五、施工工藝和安排等原因
1.施工工藝原因
①混凝土拌制不均勻,混合料離析,造成混凝土凝結硬化過程中的應力集中現象。
②混凝土振搗不均勻,尤其是人工澆筑振搗施工工藝,過振、漏振現象難以避免,造成混凝土密實性不均勻,靠面層砂漿厚度相差過大,極易形成區域性開裂。
③混凝土硬化過程中會因溫差影響產生收縮于翹曲,導致開裂。
④傳力桿安裝不當,上下翹曲。
⑤采用真空吸水工藝時,如果因兩吸墊之間未重疊而導致漏吸,則漏吸處水灰比兩側大,混凝上強度較低,收縮也大,易形成薄弱環節而開裂。
⑥提漿過厚使得路面混凝土表層稀漿厚度過大,造成表面干縮裂縫。
⑦早期養護不及時或養護方式不當,不能及時補充或阻止水分的蒸發,造成混凝土表面開裂?;炷恋慕Y構和強度的形成及增長有一個過程,并需要有一定的溫度和濕度條件。如不及時養護,會影響混凝土水化作用的正常進行和水化物的生成,從而影響混凝土的強度。
2.施工安排不當
①施工車輛過早通行。在混凝土路面板未到養護期強度不足的情況下,開放交通產生荷載應力,造成路面的縱向開裂。
②相鄰板通縫對新澆筑路面板產生誘導裂縫,甚至斷板。
③混凝土澆筑間斷,再澆筑時未進行施工縫處理。
④不良地質地段,在反復車輛荷載作用下水泥混凝土路面板產生斷裂。
⑤切縫不及時或切縫深度過淺使應力集中,形成早期橫向斷板。
六、邊界原因
1.生不規則裂縫。
2.如果基層已經產生裂縫,裂縫兩邊的基層在氣溫下降時收縮,由于摩擦力的作用,同樣也會帶動上面初期混凝土面板的開裂斷板。
七、材料及施工原因
1.混凝土脆性原因
受當前水泥性能的影響,混凝土脆性的降低較難實現。據有關資料介紹,當混凝土的脆度系數(抗壓強度與抗折強度之比)降至5.7以下,混凝土即具有較好的塑性?;炷链嘈詫p害路面混凝土結構承受來自豎向重力、水平沖擊力及抵抗膨脹溫度產生的應力的能力,無疑會增大路面斷裂的可能。
2.路面抗滑構造制作原因
混凝土的抗滑性能有賴于宏觀抗滑構造與微觀抗滑構造的共同作用。就宏觀構造的形成而言,采取橫向刻槽、拉毛等方式,都不失為一種有效的縱向抗滑措施。但是,一些施工單位為了強調感觀上的良好視覺,不惜以加大提漿量來達到抗滑構造深度及邊緣規則、表面光滑的感觀效果,這種作法不僅嚴重削弱了路面側向抗滑微觀構造的作用,降低了面層混凝土的耐性能,而且由于砂漿厚度的增加,加劇了表現收縮裂縫的趨勢,實為得不償失。
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