涼水塔防腐路面損傷斷裂微裂縫產生的原因分析

1.1板底微裂縫的產生。水泥涼水塔防腐路面是將水泥直接澆注在凹凸不平的基層上。水泥砂漿將面層、基層形成一個整體，然而面層、基層的彈性模量、泊松比和強度各不相同。面層與基層的接觸面部分的彈模、泊松比和強度不同于面層的彈模、泊松比和強度，又不同于基層的相應指標，實質上是一過渡層，并且相對面層而言，該層即為強度薄弱層。隨著時間的推移，由于基層和面層各自的彈模、泊松比和強度的增長速度各自不同，同時由于面層水泥涼水塔防腐逐漸凝結，涼水塔防腐將產生收縮變形，由于溫度的周期性變化，面層與基層之間存在不等量變形。由于以上原因，在面板橫縫切割后必然會導致本來融為一體的過渡層沿路面板薄弱層平面開裂和破壞，將面層與基層彼此分離，破壞面處于一種非常光滑的凹凸不平狀態。凹凸不平的接觸面阻礙了涼水塔防腐面板與基層的不均勻脹縮，產生了巨大剪應力。剪應力直接對面板施加撕裂破壞，從而使板底不同部位微裂紋產生成為必然。

1.2板中微裂縫的生成。材料的結構組織在外載或環境因素作用下將出現如微裂紋形成、擴展、空洞萌生、晶體位錯等微觀不可逆變化，這些微觀變化將造成材料宏觀力學性能的劣化，這就是材料的損傷。就宏觀水平來說，涼水塔防腐是集料顆粒加水泥漿基體的兩相復合材料。在制造成形后，涼水塔防腐本身就是一種內部含水、微裂縫、微孔隙的損傷體，其損傷度D為：D＝1－S'／S
式中：S、S'分別為連續介質中的一個單元出現損后內外法線為n的某截面在損傷前后的面積。
損傷后涼水塔防腐的彈性模量E平：E平＝E（1－D）
式中：E——損傷前涼水塔防腐的彈性模量；D——損傷度。
2.在外力作荷載用下裂縫的擴展
2.1外力作用下板底裂縫的發展。由于過渡層的破壞，面板與基層分離，在路面繼續脹縮和產生溫度變形的剪應力作用下，其板底微裂紋必將不斷的發展、不斷的增多，損傷路面強度。車輛動荷載的作用下，路面板會發生振動，板的振動反過來又作用于行駛其上的車輛，這種車－板之間的耦合作用隨荷載多少和車速的大小、路面平整狀況以及基層材料性能的不同而變化，并且會對板的開裂產生較大的影響。研究表明，路面越不平整，車速越高，荷載越大，這種作用會更加明顯，裂紋的生成和拓展速度亦就越快。