商品混凝土路面早期裂缝的成因分析

本文对商品混凝土应用于水泥混凝土路面，引起的路面早期裂缝问题进行了分析，从商品混凝土的材料性能养护环境以及施工等方面做出了分析，并提出了相应的防止措施减少商品混凝路面的早期裂缝。

商品混凝土是指由水泥、集料、水以及外加剂和掺合料等按一定比例，经集中搅拌站经计量、拌制后出售，并采用运输车，运至使用施工现场的混凝土拌和物。其实现了混凝土生产的专业化、商品化和社会化，具有加快施工进度、减少环境污染、提高工程质量和节约材料成本等优点。近年来，铁路桥涵、大型设备基础等工程受工期、质量、场地等因素影响，逐渐应用商品混凝土，并产生了良好的社会效益及经济效益。

商品混凝土因其坍落度大、含水量高的特点，往往不能直接应用于高等级水泥混凝土路面，但是，部分中小型路面工程，出于成本考虑，往往被迫采用商品混凝土。在廊坊某收费站收费站拓宽工程中，广场水泥混凝土路面设计厚度为26cm，面积386m2，因工程规模较小，水泥混凝土路面使用了商品混凝土施工。按照施工组织方案进行水泥混凝土路面施工后，出现了一些路面裂缝的病害。

路面早期裂缝成因分析
商品混凝土路面的早期裂缝有很多原因造成，下面就混凝土本身材料和材料性能以及养护环境等的各个方面做出分析。
混凝土自身问题
混凝土是一种收缩性材料。虽然其收缩的绝对值不大，但由于其较高的弹性模量和很低的抗拉强度，即使很小一点的收缩变形也会产生很大的拉应力。当拉应力超过其抗拉强度时，混凝土即出现开裂。因此，我们应该做的事情就是设法尽最大可能地降低温凝土的收缩值和最大程度地提高混凝土的抗拉强度。对于商品混凝土搅拌站来说，一是要尽量少用收缩量大的水泥，二是在满足施工和易性的条件下，应尽量减小混凝土的水灰比，尽量减小单位体积水泥浆量和砂浆量。因而在相同收缩应变的情况下，石子含泥量高的混凝土更容易开裂。
商品混凝土基本与厂拌的普通混凝土具有共性问题，厂拌混凝土在浇筑后，早期硬化阶段会因泌水和水分散失而产生塑性收缩，使混凝土产生细微龟裂；在硬化后期还会产生干缩裂缝，削弱其整体性。在温度应力及其他外力作用下，裂缝将进一步发展甚至碎裂，从而影响到混凝土的耐久性和抗磨性能；而且因裂缝渗水，钢筋容易锈蚀。这一问题在薄板型结构和需要快速硬化的情况下，尤其突出。
商品混凝土与路用混凝土的差别尽管在工程开展前一个月，施工单位和监理单位结合以往施工经验，完成了确定了生产配合比，商品混凝土也满足路面的强度要求。但是，商品混凝土为了满足流动性、远距运输等要求，混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，如依据规范要求，三滚轴施工用水泥混凝土坍落度为0～2.5cm；而所用商品混凝土为了方便运输并且掺入减水剂坍落度平均为15cm，远大于规范要求。

混凝土骨料塑性沉落引起的裂缝
混凝土在浇注时， 由于振动棒和重力的作用，骨料下沉、水泥浆上升，这种沉落直到混凝土硬化时方停止，沉落受到模板、钢筋及预埋件的抑制就会出现裂缝。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后半小时至3小时之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面消失水光时立即产生，沿着混凝土布设钢筋的走向出现，主要是由于所用商品混凝土塌落度大、沉陷过高所致。

塑性收缩裂缝
在该收费站广场混凝土路面施工中，在中午炎热或大风天气，部分表面裂缝表现为形状不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，其深度较浅，经测深度一般不超过1cm以内。此类问题因混凝土因日照和水化热反应，造成表面水分蒸发过快，混凝土产生急剧收缩，而此时混凝土强度趋近于零，不能抵抗这种变形应力，导致开裂。混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快，塑性收缩裂缝越易产生。处理这种裂缝比较复杂，因为这种裂缝系多种因素造成的，每个环节都要认真把关，科学的混凝土配合比是质量保证的关键因素。商品混凝土材料的配比能保证混凝土的质量。现场搅拌混凝土由于使用的砂石含泥量大，骨料中片状、针状比较多等因素影响很容易出现混凝土的质量问题。再加上混凝土的配比不当等因素就很容易出现裂缝。所以，根据实验室提供的混凝土配合比投料，从振捣到抹灰压实，养生等各环节决不能疏忽大意。

温度裂缝
由于该收费站广场工期紧，所以在所用混凝土当中加入了早强剂，这就大大增加了水泥水化过程产生水化热，使得水化热在l～2天内集中释放。而混凝土是热的不良导体，产生的大量水化热不容易散发．内外截面产生加大温度梯度，再加上夏天早晚温差大。内部混凝土热胀变形产生压力，外部混凝土冷缩变形，产生拉应力，由于混凝土此时抗拉强度较低，当混凝土内部拉应力超过混凝土抗拉强度对，混凝土路面便产生裂缝，这种裂缝隙一般较深，有时是贯穿性整个混凝土面板，该收费站共出现两处此类裂缝。

施工操作不当造成的裂缝
不正确的振捣方式造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂或造成混凝土砂浆大量向低处流淌，致使混凝土产生不均匀沉降收缩，在结构厚薄交界处出现裂缝。混凝土硬化后在板梁交界处有规律地出现了许多互相平行的裂缝。
在收费广场路面实施过程中，由于工期紧张，在新浇筑混凝土路面未达规定设计强度时，便开始上人和后续工作。尽管采取了垫木板等保护措施，但是因工人穿插作业较多，经常踏出垫板工作，也在一定程度上影响了混凝土早期强度的形成。另外，由于现场保护措施不力，经常有人碰触横向拉力钢筋，造成钢筋连接部分损坏。这些现场问题，也引发了一些裂缝。湿胀干缩是水泥混凝土的特性，养护不及时，使混凝土在干燥的空气中自然凝结硬化，并随着水份的大量蒸发，体积迅速发生干缩，使其表面产生裂缝。

水泥混凝土路面开裂的防治措施
加强管理，及时养护
在致使水泥混凝土开裂的众多影响因素当中，人为破坏和养生问题时最容易解决的，这就要求施工单位强化管理，施工中临时招募工人技术素质普遍较低，施工单位更应当安排专人负责管理、协调，技术指导，保护完工路面，并按照要求及时进行养生。采取有效保温措施减少温差裂缝和干缩裂缝
在该收费广场施工过程中，通过对每天不同时间和不同天气情况的统计发现，夏季11：00时和18:00前后所完成混凝土路面开裂情况较轻，中午时候出现裂纹最多；阴天时发现基本没有出现裂缝，晴天或多或少都有裂缝。由此可见，水泥混凝土路面开裂和天气、施工时间有很大关系。针对这一发现，对路面施工做如下调整：
夏季施工时，有条件的情况下可以调整施工耐间避开中午温度较高的时间段进行施工。
混凝土面板完成最后一道抹平工序后，采用喷膜养生的方式，降低空气流动引起的水分流失，并及时加以遮盖。
达到初凝后，及时以湿毛毡苫盖，并派专人负责洒水，有效降低混凝土表面温差。
商混尽可能降低坍落度，控制在能够满足混凝土倒出即可，可根据运输距离和时间适当调整取下限。

控制切缝时间
水泥水化过程产生的水化热，主要集中在1～2天内放出，这一阶段最容易出现横向裂缝。裂缝出现在结构薄弱部位，施工单位采取整休长线作业，然后再锯缝，由砖切缝时间掌握不准，常常在7天或10天才切缝，切缝深度也常握不严，深浅不一，从而造成混凝。
收费站广场出现的两道板裂均发生在这一阶段，由此可见，混凝土切缝必须及时，及早不及晚，一般控制在第二天进行，且须保证切缝深度。土面板早期裂缝较多。

控制混凝土的温度
按照规范要求，工地的温度超过30℃足即为高温施工，高温施工情况下由于水化热反应加快，路面且极易出现裂缝。所以我们应当尽量避免高温施工，如果必须高温施工，则应当注意做到以下几点：
使用低水化热的水泥，适当掺加缓凝剂，减缓水化反应速度；控制拌和材料的温度，对拌和场的石料等搭棚苫盖，洒水降温，尽可能取用料堆内部的材料，水泥避免使用温度高于55℃的散装水泥。
运输车辆运送时采取有效苫盖措施，并及时运到现场，及时摊铺、振捣、做面、苫盖。现场摊铺前，对模板和基层洒水降温。

加强混凝土运输环节的管理
混凝土运输环节首先必须做到施工现场必须保证道路通畅，泵车就位接好泵送管，做好现场坍落度检查等准备工作，劳力、机械及其他配合措施准备就位，保证商品混凝土到现场30min内卸料结束；其次，严格运输车辆的管理监督，拌合车载料前必须将余水倒尽，防止出现混凝土送入拌和车再泄出时坍落度过大。

结束语
本文所提裂缝防止措施，主要是针对商品混凝土与路用混凝土的差别，通过合理安排工序，采取措施最大限度的减少商品混凝土的弊端，在降低成本的同时，保证路面质量。在实际操作过程中取得了很大效果，大大降低了裂缝数量，但仍有部分毛裂缝发生，通过抹平处理后基本上满足要求，不影响路面质量。