水泥砼路面缺陷的产生和防治措施

摘要：针对水泥砼路面常见的缺陷，深入分析了离析、泌水、裂缝等缺陷产生的主要原因，从原材料质量、施工工艺方法等角度提出了水泥砼缺陷的防治措施，为路面施工质量控制提供借鉴。

关键词：水泥砼；路面缺陷；防治措施

Abstract:In view of common diseases in cement concrete pavement,the major causes of segregation,percolating water and cracks are deeply analysed,prevention and treatment are proposed from the aspects of raw material quality and construction craft,which provides reference for quality control in construction of cement concrete pavement.

Key words:Cement concrete;Pavement diseases;Prevention and Treatment

中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

作为两大高级路面类型之一，水泥砼路面以其强度高、使用寿命长、维护费用低等优点在国内外得到广泛的应用，尤其应用于繁重交通路段，如美国建造的承受重交通的高速公路，53%的州际道路和15%的一级联邦资助道路均采用砼路面。随着我国经济的发展，道路的交通量也在不断增多，其中重载交通比例日益增大，因而对道路路面的使用要求也越来越高，在这种形势下，水泥砼路面道路铺筑里程迅速增长，2008年底统计数据显示，我国有铺装路面总里程为146.48万公里，其中水泥路面约占70%。

目前，我国的水泥砼路面设计理论和方法在世界上已处于先进地位，施工机械也不落后，但工程建设质量却总是不尽如人意，其原因主要是施工组织管理不健全，管理水平低，对质量管理缺乏科学性的认识，施工仍然停留在盲目阶段，对正确的操作与控制不明原理，因而欠缺科学的施工方法，导致水泥砼路面缺陷的产生。因此，应该深入分析不同类型路面缺陷产生的原因，有针对性地提出施工防治措施。

1 离析

砼拌和物由多种成分组成，这些组成材料粒径不同、比重各异，如果不注意选择适宜的级配和配合比例，不小心搬运，各种组份趋向于不同的运动而产生分离，即为离析。离析有两种不同形式，一种是粗颗粒集料有自斜坡上滚下的趋势，或者在流态砼拌和物中下沉；另一种是在很稀的砼拌和物中稀浆趋向于从集料中分离出来。粗涩的配合比，非常干的砼含砂量不足，即便是小心搬运也很可能产生离析。同时大流动度砼很容易发生离析，大流动度砼集料容易堆积在中央，水泥浆流到浇筑地点的而产生离析。砼发生离析是非常有害的，会影响砼产品或砼工程的质量，应尽一切努力克服。如果砼拌合物发生离析，要得到均匀的振捣密实的砼是不可能的，且有很多硬化砼的缺陷都是离析产生的，如露石、露筋、麻面、纱线以及多孔和软弱的砼层等，这些缺陷影响砼的质量和耐久性，其修补不仅耗费财力还往往得不到满意的工程质量。

故应仔细选择砼配合比和采用正确的施工方法以力求避免产生这些缺陷。如果搬运操作不恰当，即便是和易性好的砼也会发生离析，所以在砼的搬运与浇筑过程中的装料、卸料与自由下落的每一个过程都应采用正确的施工方法，避免砼离析。施工过程中应避免遇到障碍，砼应尽量浇筑到位，避免在模板内搬移较大的距离，还应注意正确地使用震动器，震动时间也不能太长，同时浇筑时落距较大的砼和泵送砼均需用粘聚性较大的混凝土。

2 泌水

砼浇筑后在凝结以前，新鲜砼内悬浮的固体粒子在策略重力作用下下沉，当砼保水能力不足时，新浇筑的砼表面会出现一层水，这种现象叫做泌水。当砼中细砂含量不足，水泥颗粒太粗，水泥用量太少或砼用水量太多时均容易发生泌水，在用了初凝时间长的水泥或掺加缓凝剂都会延长泌水时间放大泌水现象。当泌水上升到砼表面时会携带一部分水泥和集料中的微细粒子，使砼表面形成一层含水量很大的浮浆层，造成表层砼疏松多孔同时降低底部砼的水灰比及破坏砼内部的均匀性使砼强度降低。当浮浆层失水变稠失去流动性，但强度发展不够，不足以抵抗因沉缩或塑性收缩引起的拉应力时，砼表面就会产生裂缝。泌水上升在砼内生成许多水泥含量较少的泌水通道，同时集料颗粒下沉逐渐达到沉实稳定，在粗集料颗粒下方也会因内部泌水而形成软弱的浮浆层，砼与钢筋的粘结力在钢筋的下方受到削弱。泌水还会造成表面砼疏松软弱，易于碳化，增加了砼中钢筋锈蚀的危险。

砼表面有泌水的时候，绝对不能进行终饰抹面工序，这是一条基本原则。在捣实、初步整平以后，等待泌水结束蒸发掉以后，重新用抹刀加压抹平。过早的抹面会在泌水停止以前封闭表面，薄层表面下积蓄泌水和空气会引起脱皮或薄层脱落。

正确选择砼配合比可以在很大程度上控制泌水，如降低粗集料的最大粒径，尽可能用小坍落度的砼。如果用大坍落度砼，需要掺加高效减水剂以减少用水量，增加砼内细颗粒材料等。减少泌水可采用下述方法:1）应用磨得较细的水泥；2）增加水泥用量，在用水量相同的情况下，富配合比砼的泌水小于贫砼；3）掺加粉煤灰或其他火山灰物质；4）砂中应有足够的细颗粒成分或增加用砂量；5）泌水严重时应考虑应用引气剂，引气剂生成的不连通的气泡犹如增加微细颗粒成分，截断泌水通道，减少用水量，增加和易性。

3裂缝

3.1影响砼开裂的主要因素

1）水：水灰比或每立方米砼的用水量是个重要的因素或许是最重要的因素，用水量愈多收缩的趋势就愈大，用水量大既增加收缩又降低了强度。

2）水泥：水泥用量也是个重要的因素，一般来说，水泥用量多砼的收缩也大，磨得比较细的水泥和含硅量比较多的水泥相对地收缩也大，但开裂的可能不一定大，碳化产生初始收缩但会减少以后的干缩。应用膨胀剂可以减少或清除由于干缩引起的开裂。许多砼结构如桥面和伸缩缝应用膨胀剂可以达到防水的要求。

3）集料：集料的矿物成分、形状、表面构造和级配会影响砼的配合比、热膨胀系数、干缩、刚度、徐变和强度。粘土的收缩大于水泥石的收缩，集料中含有小量的某些粘土会引起砼的高收缩性而开裂。在同样强度的条件下，集料最大粒径愈小的砼收缩愈大，粒径较大的集料比较小的集料对收缩具有较大的局部约束。

4）外加剂：某些外加剂影响砼的硬化速度、砼的用水量、砼的收缩和徐变从而会对砼的开裂产生影响。例如缓凝剂会增加砼的拉伸性能因而会减少砼的开裂。

5）泌水：新浇筑砼产生泌水，泌水积聚在大颗粒集料和钢筋下方会形成内部裂缝。

6）浇筑：砼的浇筑条件和浇筑速度通过泌水、模板内的离析、温度、模板变形和地基的不均匀沉陷等因素对砼的开裂产生影响。

7）养护：养护温度是一个很重要的条件，如果新浇筑的砼在浇筑后迅速干燥，砼表面达到一定程度的硬化，但徐变又不能缓解塑性收缩引起的体积变化，砼又没有足够的强度抵抗拉应力，砼就会发生塑性收缩裂缝。即使是不发生塑性收缩裂缝，在硬化的早期阶段也会发生这些类似的收缩过程 。砼表面的干燥无论是发生的早还是发生的晚，都会引起潜在的收缩并导致开裂。养护时间长会影响干缩，但影响很小，然而由于能提高砼强度因而能增加抗裂的效果。

8）温度：在最初几个小时当砼变成固体时确定了砼的基本长度，随后冷却时从这个长度产生收缩，这就是温度对砼开裂的主要影响，这种影响在热天和大体积砼工程别重要，这也可以解释路面工程在冷天浇筑时不容易开裂在热天浇筑时易于开裂，因而南方许多砼工程为避免太热天气的影响在晚间浇筑砼。

9)暴露：暴露的气候条件对砼开裂有很大的影响，较大的温度梯度和湿度梯度均会在砼表面和内部或背面之间产生很大的内部约束。

10）约束：由基础或邻近的结构造成过大的刚性约束会导致砼开裂，如胀缝设置或施工不合理，相邻板未完成收缩及砼配合比的富裕程度不同或其组成成分不同、含水量不同或块体各部分之间的温度不同均会产生约束导致开裂。

3.2 防止砼开裂的措施

1）设计时应考虑各种条件对砼产生的约束，如砼的干燥或冷却，底基层的位移或沉陷，浇筑砼板的长度等都可能产生约束。还应合理布置胀缝、施工缝间距，在分幅施工注意相邻板块是否收缩完成，加强质量管理。

2）应用实际过程中不开裂的材料，包括水泥、集料和外加剂，例如应用钢纤维砼。

3）应用设计允许的最小水泥用量，富配合比更容易开裂。

4）应用能满足和易性要求的最小用水量，不要用过大的坍落度。

5）均匀地浇筑砼，施工时要考虑模板内、围绕钢筋和斜坡上的砼早期的沉淀收缩，等到砼沉淀收缩完毕才开始砼板等的最终抹面。

6）尽早开始养护，例如在砼表面水膜消失以前开始养护，防止风吹日晒，养护中断时应防止迅速干燥或过度干燥。

7）避免过高或过低的极端温度，在热天，需要时可应用冷却的水或集料，避免砼温度过高，或在晚间进行砼施工；冷天当拆除模板或保湿设施时，应防止砼表面温度迅速降低产生冷击。

结束语：

水泥砼路面缺陷产生与原材料的选择、配合比以及施工中各关键技术环节质量控制是密不可分的，因此，应严格把关水泥砼基本原材料质量，认真落实施工中操作技术要点，从而达到防治水泥砼路面缺陷，提高路面使用品质的根本目的。

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