提高多风地区水泥混凝土路面抗裂性能的方法

申亚伟 宋国正

（1、河南濮阳高新区水电气讯公司，河南 濮阳 457000 2、河南安阳市房产管理局，河南 安阳 455000）

1 材料质量控制

为提高水泥混凝土路面的抗裂性能，除要求碎石、砂、水等材料的质量控制外，尚应对水泥混凝土路面所用水泥、混凝土减水剂及养护剂做出严格的质量控制。

1.1 对水泥的质量要求

用于水泥混凝土路面的水泥其质量要求除了其抗折强度和安定性之外，还需要对以下因素进行了解和控制。

1.1.1 不同混合材料的水泥对水泥混凝土的干缩和塑性开裂的影响粉煤灰水泥、高炉矿渣水泥、火山灰水泥等3种，就其对水泥混凝土后期干缩的影响而言，火山灰最严重，矿渣次之，粉煤灰则基本无影响。就其对水泥混凝土凝结初期塑性收缩的影响而言，粉煤灰最严重。

1.1.2 对水泥细度的控制

水泥细度既是一个重要的技术指标，又是一个重要的经济指标。水泥细度作为一个经济指标表现在粉磨电耗指标，同时也表现在充分发挥熟料活性潜力及利用混合材上。作为技术指标主要表现在改进水泥性能，提高水泥强度，增加水泥密实性，减少需水量，满足混凝土耐久性及改进施工性能等要求上。水泥的粉磨细度越小,水泥早期水化反应就越快，早期强度越高，凝结时间缩短、需水量增大、干缩增大。同时，水泥细度的提高对早期抗折强度增长的影响比抗压强度的增长要小，因此对水泥混凝土路面而言，水泥细度并不是越小越好。根据施工中所取得的经验，当水泥的粉磨细度控制在4%-6%之间 时，将有助于降低水泥的早期水化速度，能降低水泥混凝土坍落度损失，同时可保证水泥的早强性能和减少干缩。

1.1.3 使用早强型水泥

早强水泥特别适用于气温低的季节。由于水泥混凝土路面是长线作业，其养护工作较为困难。使用早强水泥以提高水泥混凝土7d 强度，可以相对缩短水泥混凝土路面养护时间，对防止水泥混凝土路面后期干缩开裂是很有益的。

1.2 混凝土减水剂的选用及组分规定

1.2.1 减水剂的水泥适应性

为保证所用的减水剂同所使用的水泥之间有良好的适应性，在混凝土配合比设计前，应选取多个厂家生产的减水剂做水泥适应性试验。只有与水泥相适应的减水剂才能使用，否则必须调整水泥配方或另行选定减水剂。

1.2.2 减水剂的种类、掺量与水泥混凝土坍落度损失的关系

水泥混凝土坍落度损失主要由水泥早期水化反应的需水，混凝土拌和、运输和等待摊铺过程中的水分散失所引起。使用减水剂后的水泥混凝土降低了单位用水量。因此，在同样的初始坍落度的条件下，掺有普通减水剂的水泥混凝土坍落度损失速度比不掺减水剂的水泥混凝土要快，而掺有高效减水剂的水泥混凝土坍落度损失速度比掺普通减水剂的水泥混凝土要快。

1.3 水泥混凝土养护剂的选定

养护剂定义《水泥混凝土养护剂》标准给出的养护剂定义为：养护剂是一种喷洒或涂刷于混凝土表面 ,能在混凝土表面形成一层连续不透水的密闭养护薄膜的乳液或高分子溶液。养护剂的定义性英文名称为 :Liguid－Membrane-Forming Compounds for Curing－Concrete(简称:Curing Compounds for Concrete)。养护剂应具备足够的养护保水功能 ,但不影响混凝土的各项物理力学性能 ,其自身水分蒸发后 ,能防止混凝土早期硬化的水分挥发,不但可用于新浇混凝土的养护 ,也可用来继续养护脱模后的混凝土以及经过早期湿养的混凝土。水泥混凝土养护剂主要分为乳化石蜡基、聚合物单体树脂基和水玻璃基等3 大类。就其保水性而言，乳化石蜡基效果最好，聚合物单体树脂基次之，水玻璃型最差;就耐磨性而言，水玻璃型最好，聚合物单体树脂基次之，乳化石蜡基最差;就其防雨水冲刷性能而言，聚合物单体树脂基最差。因此，其选用应根据施工所在地区的气候和临时交通的特点来决定。

2 水泥混凝土配合比设计

水泥混凝土在抗塑性收缩这一方面应主要从配合比设计、施工及初期养护等方面来加以控制。其塑性收缩主要来自泌水和水泥--水的最早期水化引起的化学减缩，后者可通过对原材料的限制及采用低水灰比、高集浆比及砂率等方面加以控制。

2.1 水泥混凝土泌水与塑性收缩的关系

当水泥混凝土表面泌水速度低于蒸发速度时，水泥混凝土表层水分蒸发面将深入其表面以内并形成凹面，由于凹面较凸面所受压力大，同时因固体颗粒间产生毛细管张力促使颗粒凝聚，若水泥混凝土表面末充分硬化而不能抵抗这一张力，则在水泥混凝土表面将会普遍产生塑性收缩裂纹。由此可见，适量的泌水对水泥混凝土路面抗塑性开裂是有益的。

2.2 减水剂的掺量同泌水的关系

如何才能使水泥混凝土尽可能硬化，增强其抗裂能力呢?这可通过适当地延长泌水时间和提前养护以降低水泥混凝土蒸发速度来予以控制。水泥混凝土泌水随减水剂掺量的增加而减少所以泌水时间可通过对减水剂的掺量调整来调节。

2.3 减水剂最佳掺量的确定

减水剂的掺量不一定就是生产厂家的建议掺量。我们曾做过这样一组试验，即将某种奈系高效减水剂(磺化奈甲醛缩合物)掺配于水泥中做标准稠度试验，当减水剂掺量为水泥用量的0.5%(也是厂家建议的最佳掺量)时，减水效果最佳。但按此掺量试配水泥混凝土时，发现其坍落度在初始时虽大，但损失得很快，这样配成的水泥混凝土是很不利于施工的。

因此在水泥混凝土路面设计试配中尚应考虑减水剂对水泥混凝土坍落度损失的影响。这需要在保持水灰比和满足施工坍落度的前提下通过不同水泥用量同减水剂掺量之间的搭配来确定。对高效减水剂可按其掺量5%的预计增减值试配多组混凝土配合比备用。

3 水泥混凝土路面的养护

养护的目的是通过防止水泥混凝土表面水分的过快散失，使混凝土在水分散失前形成足够的粘聚力以抵抗塑性开裂。其中喷洒养护剂可使水泥混凝土表面形成一层保护膜以阻碍和减弱表面水分蒸发。覆盖塑料薄膜则能避免风与水泥混凝土表面的直接接触，并由外界温度或混凝土水化释放热使其表面水分在薄膜内部形成湿气，由此达到湿气养护的目的。而覆盖麻袋、草帘或砂等方法在水泥混凝土塑性阶段是不可取的。因为这些材料是靠吸水性和保水性达到湿养护的目的。若在水泥混凝土结硬以前使用，将由其吸取水泥混凝土表面水分而加速塑性开裂。这样做还将破坏路面美观。因此，当水泥混凝土尚处于塑性阶段时，应使用养护剂或塑料薄膜，或将两者组合使用。

适宜的养护时间。在多风季节中的水泥混凝土养护，应将喷洒养护剂和覆盖塑料薄膜组合使用以达到强化路面养护的目的。养护的时间应适宜，过早将因水泥混凝土表面水分蒸发受阻形成自由水面，冲刷混凝土表层水泥浆导致流淌，影响路面耐磨性、平整度和表面美观，过迟则导致混凝土失养开裂。

4 结束语

从施工实践来看，加强对原材料和施工过程的控制，细化水泥混凝土的设计配合比，对提高水泥混凝土的抗裂性能都是很有效的。应对已有经验不断总结和交流、开发，由此提高我们的水泥混凝土施工技术水平。

[1]黄士元,蒋家奋,杨南如等近代混凝土技术[M]，陕西科学技术出版社.1998.

[2]JTJ037.1-2000，公路水泥混凝土路面滑膜施工技术规程[S].

[3]梁军林.水泥混凝土路面断裂破坏机理及应用研究[D].长安大学;2004年.