混凝土道面板起皮及断裂现象成因分析及防治

李昕帆

(山西煤炭建设监理咨询公司，山西太原 030012)

1 施工中常见的质量问题

混凝土板块用于道路、场地等工程中，常见问题有起皮、泛砂、龟裂、断板等，严重影响施工质量，拖延工期，带来经济损失。而实践中发现，在夏季高温、较强风力的影响下，水分蒸发快，混凝土面层施工往往是这几种质量问题的频发期。

2 案例

2.1 案例一

1)工程名称:山西某矿运煤道路及厂区道路改造工程;

2)施工地点:厂区道路C段K0+150～K0+250;

3)施工时间:7月26日;

4)气候条件:晴，最高气温35℃，东南风:3级～4级;

5)混凝土配合比单见表1;

表1 混凝土配合比(一)

6)施工过程:7月26日上午5:00～10:00左右开始浇筑C段K0+150～K0+250混凝土。施工中发现，混凝土有一定粘性，提浆较为困难。由于气温较高、风力较强，表面硬化速度加快，提浆完成，紧接着做面，间隔时间明显缩短。然后用湿土工布养护。当晚22:00准备切缝，发现面板有明显的起皮、泛砂现象;

7)原因分析:a.在水灰比1∶0.35下，水泥中配有部分矿粉，以达到长期力学性能，增强耐磨能力。但其超过400 m2/kg比表面积增加了粘聚性，造成提浆困难。b.高温环境作业时，表层水蒸发量大，致使不完全水化，从而使强度降低。

2.2 案例二

1)工程名称:山西某矿运煤道路及厂区道路改造工程;2)施工地点:运煤道路改造B段K0+350～K0+500;3)施工时间:8月3日;4)气候条件:晴，最高气温35℃，东南风5级～6级;5)混凝土配合比单见表2;6)施工过程:8月12日傍晚17:00～23:00施工B段K0+350～K0+500混凝土路面。傍晚施工，气温有所降低，风力较大。施工过程中，未发现混凝土有异常情况。在做面完成后，已是22:00左右。工人未能用湿土工布将道面覆盖，仅用彩条布、编织布及塑料布进行遮盖。次日早上7:00发现部分道面出现明显裂缝，未发现贯通裂缝和断板现象;7)原因分析:养护不当是产生道面龟裂的主要原因。傍晚施工，风速较大，当水分蒸发速度快于泌水速度，混凝土表面开始产生塑性收缩，受下层混凝土的约束，产生拉应力，致使表面出现裂缝。

表2 混凝土配合比(二)

2.3 处理措施

将原有混凝土面层凿除5 cm，清扫干净，涂抹界面剂，然后重新浇筑细石混凝土，强度要求提高一个标号以上。

3 混凝土面层起皮、泛砂的成因分析及预防措施

3.1 成因分析

造成板块起皮、泛砂的具体原因有以下几点。

1)配制混凝土时水灰比过大。路面混凝土要求其水灰比小于0.5，其直接影响混凝土的强度。表面水分过多，蒸发量增大，在面层产生毛细孔，致使混凝土强度降低，从而起粉起砂。

2)施工原因。a.局部过振。混凝土振捣的目的是使其密实，并便于收浆、抹面。当局部过振时，易造成过分离析或泌水，引起局部起皮、起砂。b.非正常的淋水、洒水。在浇筑地面前，淋湿模板应避免使地面积水。基础水分过多，致使混凝土面层水灰比增大，强度降低而出现起皮、起砂。c.未适时压平修光。修光过早，压实层下形成泌水层，造成修光层脱落。修光过迟，会损伤水泥凝胶体的凝结结构，造成面层强度过低。d.养护不当。普通水泥养护时间不少于7 d;矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰、掺粉煤灰的混凝土养护时间不少于14 d。养护时间过短，面板过早暴露在炙热干燥空气中，加大水分蒸发量，影响水化。e.其他因素。

3.2 预防措施

1)要有合理的配合比设计，保证各技术指标满足规范要求。2)原材料质量达到既定要求，面板的硬度、耐磨都应符合设计标准。3)坍落度的控制。施工允许的范围内，坍落度应尽量减小，以降低水灰比，减少泌水。4)施工过程:a.施工路基不可过量洒水;b.不漏振不过振，抹面应及时;c.在不同气候条件下，施工与养护方法应及时调整。5)养护得当。不可因天气变化原因造成雨水冲刷面板，或气候炙热干燥导致水分蒸发过快。

4 混凝土面层龟裂、断板的成因分析及预防措施

4.1 成因分析

混凝土产生龟裂、断板的因素是多方面的，而且是相互作用的结果。主要分为以下四类。

4.1.1 塑性收缩

塑性收缩是混凝土道面产生龟裂的主要原因。水在混凝土中以化学结合水、层间水、物理吸附水、毛细水等状态存在着，并且随着混凝土硬化而失去，此时水泥混凝土本体会收缩，这即为塑性收缩，亦称干缩。在干燥高温环境下作业时，当混凝土泌水速度达不到水分蒸发速度，表面产生收缩，而下层水泥对表层产生拉应力，从而导致面板出现裂缝。

裂缝深度有表面裂缝、浅裂缝、深裂缝和贯穿裂缝;裂缝表面走向有网状裂缝，平行裂缝。引起表面网状浅裂缝时即为龟裂，形成深裂缝或者贯穿裂缝时即发生断板。

图1为混凝土表面水分蒸发速度与温度、湿度和风速的关系图，用法如下:

1)从施工气温开始，向上交相对湿度线;2)折向右移动交混凝土温度线;3)向下移动交风速线;4)折向左移动即可得大致的蒸发速度。当蒸发速度大于1 kg/(m2·h)时，就应采取措施避免产生收缩。

4.1.2 结构应力

结构应力是混凝土道面产生断板的主要原因。水泥混凝土施工及使用过程中，在内外因素作用下，内部拉应力过大甚至超过其自身强度，则面板会出现较厚的裂缝甚至贯穿整个面板，当裂缝交叉，导致龟裂、断板。施工过程中导致内部拉应力过大的原因有:路基不均匀沉降及基层失稳。

4.1.3 温度应力

混凝土具有热胀冷缩特性，其水化过程是放热过程。在混凝土硬化过程中释放热能，致使温度上升。混凝土温度上升1℃，每米膨胀0.01 mm。这种温度变形对大面积板块极为不利。水化过程中的放热量随着时间呈上升趋势，温度升高使得混凝土内部体积膨胀，而板面温度是随着外界温度变化的，当外界温度变低时，表层冷却收缩，致使混凝土路面内外产生拉应力。当应力过大时，面板易产生断裂。

4.1.4 切缝不及时

由于切缝不及时，未将板内的拉应力得以释放，而产生裂缝。

4.2 混凝土板块龟裂、断板的预防措施

4.2.1 塑性收缩的预防

塑性收缩易产生裂缝，须减少混凝土表面水分的蒸发速度。

1)温度高，风速大的条件下避免施工;2)设立临时挡风设施，使得风速小于6 m/s;3)降低混凝土的温度;4)浇筑过程中不可产生停顿，养护须及时;5)开始初步硬化时，及时用湿土工布覆盖，以补充水分;6)初凝以后，对面层进行充分及时的养护。

4.2.2 防止地基的不均匀沉降和基层失稳

对于施工道路基础为桥涵和构造物附近、湿软路基，填挖交界处等地质变化明显路段的路基必须进行碾压和摊铺，满足设计压实度和平整度要求。

4.2.3 做好养护，防止温度应力产生裂缝

高温季节施工时，路面初凝后，不能用冷水直接进行养护，必须加盖土工布起保温保湿的作用，防止混凝土路面和混凝土内部温差过大。

4.2.4 及时切缝

施工过程中，控制好切缝时间，保证混凝土内部的拉应力释放在切缝端。

5 结语

在本工程路面混凝土的施工中，项目部及时总结经验和教训，在后续混凝土的浇筑中，再未出现过起皮、断板的现象。

近年来，道路改造工程的项目越来越多，提高混凝土道面板的浇筑质量，杜绝起皮、断板等常见道面质量问题的发生，将会在经济和社会两方面取得显著效益。

［1］刘秉京.混凝土技术［M］.第2版.北京:人民交通出版社，2011.

［2］徐至钧.纤维混凝土技术及应用［M］.北京:中国建筑工业出版社，2010.

［3］张明春.混凝土路面和地坪起灰与跑砂的原因及处理［J］.新型建筑材料，2005(5):36-37.

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