水泥混凝土路面早期断裂原因及预防措施探析论文_李,琰

水泥混凝土路面早期断裂原因及预防措施探析论文_李,琰

广西壮族自治区北流公路管理局

摘要:水泥混凝土拥有特别好的塑造性,硬化成形后硬度很高,在公路建设中经常被使用。根据混凝土材料的化学反应、公路的建设环境、工程技术等方面来分析水泥混凝土路面早期断裂的原因以及预防的措施方法,并作出了详细的探析。

关键词:水泥混凝土;路面;早期断裂原因;预防方法

因为多种原因造成的混凝土路面出现断裂的问题,一直阻挠着公路建筑的发展。查阅参考文献以及近几年路面建设的经验,概括了大多数水泥混凝土路面断裂的原因以及预防的方法。

1路面早期出现断裂的原因

1.1水泥的化学组成成分及其反应

1.1.1水泥是混凝土胶凝材料的主要构成部分,那么水泥的本质性就决定路面是否出现断裂的现象。水泥的组成成分是由石灰石和黏土放在一起煅烧后的材料打磨形成的。水泥混凝土的组成成分与结构决定了水泥的组成成分和有关的反应,其中硬化水泥混凝土的主要组成成分含有多种物质水化反应的产物,比如:氧化钙、硫酸钙、氧化铝、等水化硫铝酸钙。决定水泥混凝土强度的主要物质是水化硅酸钙,另外,保持水化硅酸钙等部分水化产物平稳的主要要素是氢氧化钙。

1.1.2每当水泥里的氧化钙游离或者石膏的成分含量过大时,都会破坏水泥的稳定性,造成水泥凝固体积不平均最后路面开裂的结果。此外,组成水泥的都是较小的小粒子,那么小粒子越小和水反应的表面积就越多,水化就会越快并且越完整,早期和后期的强度就越强,但是在空气中自然的硬化变硬就会很轻易裂开。

1.1.3水泥在自然条件下发生水化反应时,会散发出很多的热量,大面积的混凝土在凝结后十二小时的水化反应产生的热量很高,足有80900C,这样混凝土内部就会出现体积膨大,最后导致混凝土路面开裂。

1.2大自然造成的影响

1.2.1光照、风力以及温度等因素的影响。风力的大小、光照的强弱都会造成路面失水过快,导致混凝土路面出现薄的硬块,它和另外的混凝土变硬时程度不一样,最后使得公路表面早期出现裂开的现象。另外,室外自然温度的高低,也会导致混凝土成分在硬化是所需要的时间有不同的变化,温度过高或过低都会造成路面开裂现象。

1.2.2昼夜温差也有一定的影响。白天在正常温度下,气温较高以及混凝土水化时放出的热量导致泥土内部体积扩大;在夜间时温度会下降,公路表面的温度也很快下降,而内部温度下降的慢。这样混凝土表面和内部的硬化程度就会有差别,出现温度应力,每当温度应力超过混凝土的抗拉力时就导致公路表面出现裂开的现象。

1.3工程路面情况、地理方位的影响

1.3.1通常在路面建设中,水泥混凝土表面都建筑在基层面上。假如混凝土组合物直接建在基层面上,就会被基层吸取大多数水分,导致下方的混凝土少于上方的水胶,使得上面的混凝土硬化程度发生收缩。还有上层受到强度的限制不能自由收放造成了从下到上的开裂。

1.3.2工程建设所在的路段情况也会导致公路表面有裂痕现象的出现。举例子来说,在坡度很大的山区里工作,因为有重力的原因会有向下的一个力,也会出现沿陡坡方向的力,最终导致没有组成强度的混凝土因为作用力不同出现裂开现象。

1.4搅拌物的影响

不一样的水胶比例组成的混凝土硬化的时间也是不一样的,那么最后的混凝土的组成强度是不一样的。把不一样的水胶比的混凝土建设在一个路面的时候,水胶比少的混凝土混合物要快于水胶比高的混凝土混合物,并且后来硬化也快。那么在混凝土收缩的时候硬化快的就会带动硬化慢的部分,引起路面断裂的现象。

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2预防方法

2.1原材料标准

2.1.1水泥

在公路的建设过程中,路面要承受汽车车胎的摩擦,以及重量型货车的冲击摩擦,公路的表面和路基由于温度差会出现收缩压力和冷冻等的影响,这就需要公路表面的混凝土抗压能力强、涨缩变化小、摩擦能力高以及有较高的弹性等特性。最好在建造时使用耐性较好的混凝土材料。

2.1.2粗骨料

公路混凝土里的碱性氧化物水解之后产生的氢氧化钠与氢氧化钾和活性氧化钠产生化学反应,就会产生一种碱。反应产生的碱有一种无限扩大的特性,假如被水泥石包含起来的凝胶,当它吸取水分胀大时就会导致水泥石裂开,就是通常所说的碱性反应。为防止水泥石的裂开,在选择使用粗骨料的时候,要特别区别开骨料里存在的不好的部分。

2.1.3细骨料

水泥混凝土使用的材料砂中含有少量的杂质,附着在砂石的上面,就会阻碍水泥和砂石的混合,减弱混凝土的硬度,增多混凝土的使用水量,就会造成公路表面出现裂开的现象。在公路的混凝土使用过程中,应选用合格的砂石,避免使用含有杂质的细骨料。

2.2水泥混凝土的拌和

混凝土的拌和好坏会影响混凝土的内部质量,质量的好坏决定公路表面的平整程度,还会造成公路表面出现裂痕的现象。针对混凝土塌陷度这方面来控制混凝土的质量问题。造成混凝土塌陷的原因有:

a)骨料的成分是造成混凝土塌陷度的最重要原因,由于混凝土是水、水泥、砂石等成分进行混合形成的,同样比例的细料混凝土塌陷度会小于粗料混凝土塌陷度。当混凝土进行拌和时要保证各种成分比例的恰当,提高混凝土拌和配料的级别。

b)水泥混凝土中水量的多少也会导致混凝土出现塌陷的情况,泥土拌和机中水量是一定的,而砂石中水量是不断变化的,假如不去管理,那么在混凝土拌和时添水的多少是不能掌控的,混凝土的塌陷度也不能控制,那么在拌和时要保证添水量的稳定性。

c)水泥的温度高低也会影响水泥混凝土的塌陷度。通常情况下,水泥机器的水箱在100t到150t之间,当拌和机工作时,使用水泥量就会增多,机器在边搅和水泥的状态下边生产,于是没有冷化就开始拌和,这样最后产出的混凝土温度偏高,路面因为使用水泥的温度偏高,吸收水分变多,最终使路面塌陷度变高。

2.3水泥混凝土的铺建

在当今的高级水泥混凝土公路建设过程中一般都使用滑模式来进行铺建。水泥混凝土在公路表面铺建中是难度较高、技术性很强的工作,接下来主要从铺建前的准备工作、铺建机器的有效使用、铺建后的护理等几个较普遍的方面来探究。

2.3.1铺建前的工作

2.3.1.1铺建前淋水是很重要的一项工作,淋水不正规也会使路面出现不平整的现象。假如淋水量没能把表面淋湿,那么铺建后就会被底部的混凝土把路面的水分吸取走,公路底层就会出现大小不一的裂缝,部分小裂缝在公路的建设中会不断的变大,最终会造成混凝土公路表面出现大的裂痕。淋水量还要依据表层的材质、温差、风力等原因来掌控,要尽量的淋平均,在公路表面的凹陷处不能出现储水的情况。

2.3.1.2由于运送混凝土的车辆有时数量不够,那么自卸车的出现很好的解决了运输的问题。自卸车的卸载材料也会影响公路表面的平整情况。最主要的就是卸载材料的不均匀,会导致公路表面平稳度下降。在一般的公路建设中,会选择使用更高级的混凝土材料,防止卸载料子的不均匀。

2.3.2混凝土铺建机的正确应用

2.3.2.1铺建机旁边的板块高低是由液压缸来进行控制操作的。在现实应用时,机器的边板块和底层的距离不能太宽,预防泄浆过多,因为这个要求,铺建道路在行进时,会跟随底层发生相应的变化,边板块就会碰到底层,使其成为了一个承受点,直接造成混凝土公路出现塌陷的现象。

2.3.2.2根据当前国内施工建设来分析,大部分的工程铺建能力要比拌和生产的能力要高。在一般的建设中,铺建机的铺建速度不要太快,铺建速度太快就会出现停顿的现象,在很大程度上水损坏铺建机的设备零件,间接导致铺建的公路表面不平整,进而出现表面断裂的现象。

2.3.3铺建后的护理工作

水泥混凝土公路在铺建完成后技术的护理也是很重要的部分,及时的护理会延长路面的使用年限。在护理中最主要的就是掌握路面对切缝的时间。为准确的掌握对切缝时间,可以在公路建设的现场制造水泥混凝土块状物来得出对切缝时间并做好护理的工作。

3结语

从以上的分析可以看出,在目前的大多数公路建设中,只要认真把握好铺建的细节,摆正自己的态度,在用料方面尽可能的使用高级材料,降低水泥混凝土公路表面的裂缝都是可以做到的。相信会有越来越多的公路建设为人们做出更好的铺建。

论文作者:李,琰

论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期

论文发表时间:2018/1/23

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