一例商品混凝土路面早期裂縫原因分析及預(yù)防辦法

雷黃清

（陜西化建工程有限責(zé)任公司，陜西 榆林 718500）

0 引言

隨著商品混凝土的應(yīng)用范圍擴(kuò)大，許多的城市道路、工廠、化工園區(qū)、物流園區(qū)等地坪的鋪設(shè)均采用了混凝土。由于混凝土取材方便、可模性好、施工簡(jiǎn)單、抗壓強(qiáng)度高、養(yǎng)護(hù)便捷、建造費(fèi)用低廉、施工工序簡(jiǎn)單、使用機(jī)械較少、耐熱能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的使用，但同時(shí)又因混凝土的抗拉強(qiáng)度低、容易開(kāi)裂，影響混凝土的質(zhì)量及使用，尤其在高溫天氣，溫差大、濕度低、大風(fēng)天氣的環(huán)境尤為明顯。現(xiàn)就在該環(huán)境下混凝土地坪施工易發(fā)問(wèn)題及產(chǎn)生原因加以分析說(shuō)明。

1 工程實(shí)例

位于陜西北部地區(qū)某能源化工基地建設(shè)工程，廠區(qū)內(nèi) 6m 寬車(chē)行道路及原材料堆場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)地坪等使用混凝土鋪設(shè)。強(qiáng)度等級(jí) C30，無(wú)其他要求。采用商品混凝土，在 2～5 月份施工過(guò)程中頻繁出現(xiàn)裂縫。施工現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)處理滿足相關(guān)要求，新拌混凝土現(xiàn)場(chǎng)坍落度滿足設(shè)計(jì)要求，在道路施工時(shí)，混凝土入模后 0.5～1.5 小時(shí)后混凝土表面出現(xiàn)較規(guī)則貫通裂縫，裂縫沿板面短邊方向，裂縫長(zhǎng) 30～50cm，最長(zhǎng)達(dá) 2～3m，且板面表面出現(xiàn)一層硬殼，無(wú)法收面或收面困難，因未采取有效解決措施成品出現(xiàn)貫通裂縫且外觀較差。

2 原因分析

案例中該裂縫在混凝土初凝前就已經(jīng)出現(xiàn)。從混凝土的自身特點(diǎn)及受力的學(xué)角度來(lái)講，在混凝土自身發(fā)生變形時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土自身的抗拉強(qiáng)度值時(shí)，就必然會(huì)產(chǎn)生裂縫。從上述案例裂縫發(fā)生的時(shí)間來(lái)看，其裂縫主要原因是混凝土早期自身收縮過(guò)大，收縮應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度值而產(chǎn)生，因發(fā)生在凝結(jié)硬化前，此時(shí)混凝土自身的抗拉強(qiáng)度幾乎為零，正常情況下抗拉強(qiáng)度值僅為抗壓強(qiáng)度值的十分之一至二十分之一。

針對(duì)上述案例早期收縮裂縫的表現(xiàn)，從混凝土收縮的角度[1]從以下幾個(gè)方面逐一對(duì)比分析：

（1）水泥用量越大，用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿量越大，坍落度大，收縮越大。

（2）暴露面越大、包羅面積越小，收縮越大。

（3）環(huán)境濕度越大，收縮越小；環(huán)境溫度越高，越干燥，收縮越大。

（4）骨料粒徑越粗，收縮越??；骨料粒徑越細(xì)，砂率越高，收縮越大。

（5）風(fēng)速越大，收縮越大。

（6）外加劑及摻合料選擇不當(dāng)，顯著增加收縮；選擇適宜，可減少收縮，特別是早期收縮。

（7）環(huán)境及混凝土溫度越高，收縮越大；停工暴露時(shí)間越長(zhǎng)，收縮越大。

表 1 裂縫產(chǎn)生原因分析

（8）收縮和環(huán)境降溫同時(shí)發(fā)生，對(duì)工程更為不利。

導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮因素是多方面的，通過(guò)討論很難確定出是由哪一個(gè)或幾個(gè)因素造成，因此對(duì)分析出的原因逐一排除并制定控制措施。詳見(jiàn)表 1。

通過(guò)對(duì)混凝土產(chǎn)生收縮的主要因素結(jié)合施工實(shí)際情況進(jìn)行分析可以看出，本次裂縫的主要原因是受施工環(huán)境的影響造成混凝土收縮過(guò)大，從而出現(xiàn)早期塑性收縮裂縫。為驗(yàn)證分析結(jié)果，通過(guò)業(yè)主及相關(guān)單位的協(xié)調(diào)決定暫時(shí)停止對(duì)道路混凝土的施工，采用同道路澆筑相同材料配合比的商品混凝土，對(duì)廠房?jī)?nèi)已具備施工條件但不影響其他工序的地坪工作面進(jìn)行試驗(yàn)性澆筑。

3 措施實(shí)施檢查與效果分析

在混凝土未發(fā)生變化的情況下，通過(guò)改變施工環(huán)境對(duì)地坪混凝土進(jìn)行試驗(yàn)性澆筑。在施工過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)早期裂縫和表面起殼的情況，混凝土澆筑 4～5 小時(shí)左右達(dá)到收面狀態(tài)，6 小時(shí)候混凝土終凝，滿足施工要求。次日進(jìn)行了切縫處理，未出現(xiàn)案例中的裂縫形態(tài)及表面有硬殼現(xiàn)象。為排除偶然性，后續(xù)多次驗(yàn)證，結(jié)果一致，證明分析正確。

4 預(yù)防措施

對(duì)于環(huán)境因素引起的早期塑性收縮裂縫主要為混凝土澆筑后，在混凝土未產(chǎn)生強(qiáng)度前，表面遭受強(qiáng)風(fēng)吹拂和烈日曝曬，遭受大風(fēng)的影響或者太陽(yáng)高溫暴曬導(dǎo)致混凝土表面急劇失水，使其表面產(chǎn)生一層硬殼，并且出現(xiàn)不規(guī)則裂縫的一種現(xiàn)象，這種裂縫及現(xiàn)象通過(guò)有效的處理方法及預(yù)防措施，是可以有效避免的，且不會(huì)影響混凝土的最終質(zhì)量及感官效果。

出現(xiàn)此類問(wèn)題可采取以下措施：（1）濕養(yǎng)護(hù)即混凝土澆筑入模后立即采用塑料薄膜覆蓋保水，避免大風(fēng)高溫給混凝土表面帶來(lái)的急劇失水；（2）減少攤鋪面積，隨時(shí)關(guān)注混凝土表面狀態(tài)，采取二次振搗，二次收面工藝；（3）可在澆筑混凝土表面適當(dāng)噴灑少量霧狀水，以減少混凝土自身的水分蒸發(fā)量；（4）如已出現(xiàn)硬殼或裂縫，此時(shí)可將表面硬殼鏟除，也可在混凝土表面均勻?yàn)⑸仙倭快F狀的水，在混凝土表面反復(fù)搓壓，使表層混凝土恢復(fù)塑性，并進(jìn)行多次收面，使裂紋閉合，采用二次抹面工藝以減少表面收縮裂紋，然后立即覆蓋塑料薄膜濕麻袋保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

混凝土早期塑性收縮裂縫應(yīng)區(qū)別對(duì)待，找出原因所在。事實(shí)上，往往是多因素所致，而不是單一因素造成的。但控制混凝土表面水分的蒸發(fā)速度是避免塑性收縮開(kāi)裂的重要手段，正確、及時(shí)、徹底的處理是避免出現(xiàn)塑性收縮擴(kuò)大發(fā)展的最簡(jiǎn)單、最有效的方法，即使混凝土自身問(wèn)題或施工環(huán)境存在先天不足，及時(shí)對(duì)待、處理、養(yǎng)護(hù)（尤其是濕養(yǎng)護(hù)）都可以彌補(bǔ)這些不足，即使不能徹底消除，至少可以大大減輕塑性收縮開(kāi)裂的嚴(yán)重程度。