混凝土开裂及质量控制

尚延利 王琨 路海涛

【摘要】早期裂缝是水泥混凝土路面主要病害之一，严重影响水泥混凝土路面的使用寿命及效果。从水泥混凝土路面施工中，总结出质量控制的几个方面，如水泥混凝土用料质量及配合比，施工中混凝土的拌合与振捣等，充分对这几个方面进行质量把关，对于提高水泥混凝土路面质量帮助的。

【关键词】早期裂缝 水泥混凝土 质量控制

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

一、 水泥混凝土路面产生早期裂缝的主要原因

顾名思义，混凝土在浇筑后至未开放交通前这一时间段内产生的裂缝称为早期裂缝，早期裂缝的出现既有内部的客观因素，也有外部的主观因素，归纳起来主要有以下几方面：

1、早期裂缝形成的内因

（1）温度裂缝。水泥混凝土因具有热胀冷缩性质，加上水化作用，伴随化学反应，因而产生膨胀，同时路面板白天表面温度高，晚上底面温度高，上下面温差导致热胀冷缩不一致，造成冷却收缩，板面就会产生裂缝。

（2）水泥的水化反应。水泥通过水化作用形成强度，在硬化过程中释放大量热能，使混凝土内部产生显著的体积膨胀，产生很大的拉应力，当外部混凝土所受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉强度时，板块就会产生横向或纵向裂缝。

（3）碱骨料反应。混凝土中的骨料约束水泥的膨胀和收缩，产生拉应力，它们会使混凝土表面出现有序的网状裂缝和内部裂缝。

（4）沉降裂缝。这种现象一般发生在混凝土浇筑后，大多发生在单位用水量多，坍落度大的情况下。

（5）干缩裂缝。水泥硬化过程中，水份散失的同时，水泥浆体收缩，当收缩变形与混凝土本身的抗拉应变和徐变应变不相适应时，就会产生干缩裂缝。产生干缩裂缝的主要原因有混凝土的单位用水量、骨料粒径、细粒料含量等诸多因素，但主要是单位用水量、水灰比掌握不准，配料计量不当所致。

2、早期裂缝形成的外因

（1）基层质量的影响。水泥混凝土的基层质量直接关系到它的使用寿命。混凝土板块的自由伸缩受侧向和底面的约束，如果基层发生变异，塑性变形量过大，就会使底板出现脱空现象而导致水泥混凝土路面裂缝。

（2）原材料问题。原材料质量控制不好，骨料针片状含量大，砂含泥量高，致使混凝土内部有缺陷。

（3）混凝土配合比不准或拌和时间不足。施工中如果不能严格控制配合比，特别是水灰比，也是酿成早期裂缝出现的重要外在因素之一。水灰比的大小直接影响混凝土的强度，也与干缩裂缝有关。集中表现在加水凭经验，水灰比时大时小，致使混凝土形成强度的差异，使早期裂缝机率增大。水多，混凝土的干缩性就大，骨料含泥量大，骨料表面形成泥浆薄膜的颗粒就多，骨料与水泥间的胶结力就会降低，混凝土内部的薄弱部位就增多。配料不准或搅拌时间不足，生产出的混凝土强度变化就不均匀，强度弱区应力就容易集中，促使混凝土产生早期裂缝。

（4）运输的影响。运输距离、时间过长使混凝土在运输途中发生“离析”、造成施工和易性差，影响振捣效果，导致混凝土板块发生早期裂缝的概率大大增加。

（5）切缝问题。主要表现为施工中切缝时间难以控制，切缝不及时，温度应力大于相应时间路面抗折强度，导致路面出现横向裂缝。因此切缝时间控制不好或切缝深度不合适都会产生早期裂缝。

（6）施工组织不正常。在混凝土浇筑过程中，因停电、机械故障和就餐停拌等因素，使已浇筑的混凝土的接触面出现初凝，再浇筑时，先浇筑的混凝土与后浇筑的混凝土间就会出现人为的薄弱面，形成不规则的接缝。另外，不及时拆除边模，使两侧模板约束板体的自由收缩，也可能产生早期裂缝。

（7）混凝土养生问题。水泥混凝土的养生，是保证混凝土质量的重要工序之一，养生的目的是防止水分快速蒸发，使混凝土的硬化在最佳温度与湿度下完成，使混凝土的强度得以顺利增长。若养生不当，混凝土表面水分蒸发过快，混凝土就会产生干缩变形发生早期裂缝。

二、质量控制

1、优化混凝土配合比设计

通过优化混凝土配合比设计,选用级配良好的大粒径集料,减少水泥用量,减小水灰比或掺加能减小收缩、防止开裂的材料或外加剂等,可以有效地减少水泥混凝土塑性收缩和干缩,提高混凝土的抗裂性能。

2、控制集料含泥量

粘土的收缩远远大于水泥石的收缩,集料中含有小量的粘土会引起混凝土的高收缩,而引起开裂,应严格控制集料的含泥量。

3、降低混凝土温度

降低混凝土温度可以有效减少混凝土表面水分蒸发而造成的塑性收缩,防止热裂缝的产生,同时可以降低硬化混凝土的温度,减少混凝土由于温度收缩而产生收缩裂缝的可能性。降温可采用以下办法:

(1) 用搭棚遮盖等措施使新浇混凝土免受阳光直接照射,降低混凝土表面的环境温度；

(2) 对混凝土的各种组成材料进行降温,控制混凝土新拌合物的温度在32 ℃以下。夜间和早晨气温较低,基础或模板的温度也较低,因此,可以有效降低混凝土温度和混凝土表面水分蒸发率。

4、混凝土拌和、振捣

混凝土的拌和时间也要按要求,一般强制式搅拌机应不少于60 s ,自落式不少于90 s ,最佳办法采用搅拌站集中搅拌,搅拌车运料。在振捣过程中,采用3 次振捣法。即插入式振捣、平板震动、振动梁或整平机振动。最后在混凝土表面使用真空吸水或收水抹面,进一步排除混凝土中多余的水分,增加混凝土的密实度和提高混凝土的早期强度,同时使混凝土在初凝中产生的细微裂缝重新愈合。拌和、摊铺、振捣混凝土之前,要仔细检查各种机具的完好程度,检查电路、水路、运输道路是否通畅无阻。严禁带病机具上岗,确保浇筑混凝土的连续性,存在施工缝时须按规范进行处理。严禁将已初凝的混凝土倒运到作业面上摊铺。

5、摊铺混凝土

水泥混凝土摊铺前，洒水量要根据基层材料、空气温度与湿度、风速等诸多因素来确定，既要保证摊铺混凝土前基层湿润，又要尽可能洒布均匀，尤其在基层不平整处禁止有存水。从施工现场来看，大多数情况是洒水量不足。由于基层较干，铺筑后混凝土路面底部产生大量细小裂纹，有些小裂纹与混凝土本身收缩应力产生的裂纹重叠后使整个混凝土路面裂纹增多。为保证接缝的传荷能力，应设置传力杆。前后两次施工板块相接处设拉杆，混凝土混合料直接卸在基层上，卸料时，尽可能均匀，如发现有个别离析现象，立即翻拌均匀。摊铺时，严禁抛掷和搂耙，以防离析。在模板附近摊角时，伴以铁锹插捣，使灰浆出现，以免发生“蜂窝”、“麻面”。

6、养护

尽早开始养护并保持混凝土表面湿润,可以防止蒸发,减少收缩,保障混凝土表面水化顺利进行。对采用各种养护的新浇混凝土,争取在混凝土表面整形完成后和表面水膜消失前即开始养生,但养生时一般不能污染或损伤混凝土已成型表面,因此必须选择适宜的养护方法及最佳的养护开始时间。

7、严格规范施工,确保工序质量

(1) 安装传力杆装置时,一定要保证自由端绝对自由,并垂直截面,以确保其使用功效。

(2) 严格按质量要求施工,按配合比单配料,严格选料,含泥量大的骨料一定要冲洗,尽可能采用较小水灰比,即半干硬性或干硬性混凝土,并尽可能采用收缩率小的普通水泥,以提高混凝土的早期强度。

(3) 做好基层质量验收。基层是混凝土面层的底面约束层。其密实度和平整度直接影响混凝土面层的质量,同时基层成型养生结束后,要及时摊铺混凝土,以防基层暴露时间过长而产生干缩裂缝,从而导致面层裂缝的产生。若基层产生裂缝,在摊铺前必须作好处理。

（4）由于复合外加剂中的膨胀剂能产生具有膨胀性的水化产物,而使混凝土具有一定的膨胀变形,它能补偿一部分混凝土的收缩,其早强组分提高了早期强度,从而使混凝土内部裂缝减少。复合外加剂缓凝组分可推迟和减小收缩,从而可降低早期缩裂现象

三、结论

混凝土路面产生早期裂缝的原因还有很多，也很复杂，防止的方法也不止这几点，而它对水泥混凝土的正常使用却带来很大的隐患。混凝土构造物的形成，从原材料的准备到完工后的质量评定，中间有很多环节，如果某个环节出错或没有做到位，都会在质量上造成影响，给工程带来损失。因此，对每一道工序都应高度重视，确保水泥混凝土路面的质量得到有效控制。