機(jī)場水泥混凝土道面常見質(zhì)量通病及防范措施

廖明輝

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機(jī)場水泥混凝土道面常見質(zhì)量通病及防范措施

廖明輝

（西部戰(zhàn)區(qū)空軍新疆片區(qū)工程建設(shè)指揮部，新疆 烏魯木齊 830001）

我國80%以上的機(jī)場道面均采用了水泥混凝土結(jié)構(gòu)，水泥混凝土道面的耐久性直接關(guān)系著機(jī)場道面的使用壽命。通過干縮和溫度應(yīng)力、凍融、化學(xué)腐蝕3個方面對水泥混凝土道面發(fā)生耐久性破壞的的質(zhì)量通病進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)防范措施。

水泥混凝土；機(jī)場道面；防范措施；質(zhì)量通病

改革開放以來，我國民用航空機(jī)場建設(shè)已經(jīng)走過了60多年的歷程，隨著國民經(jīng)濟(jì)大規(guī)模發(fā)展，飛機(jī)已經(jīng)成為一種被越來越廣泛使用的交通工具。到2013年底，我國共有軍民用機(jī)場424個，至2020年民用機(jī)場預(yù)計達(dá)到244個，各類機(jī)場達(dá)到約600個。做好水泥混凝土機(jī)場道面質(zhì)量通病的防范，有利于發(fā)揮機(jī)場使用效能，有效延長機(jī)場使用壽命。我國80%以上的機(jī)場道面均采用了水泥混凝土結(jié)構(gòu)。水泥混凝土道面具有整體強(qiáng)度高、傳荷能力強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。同時，由于水泥混凝土道面屬于剛性道面，一旦發(fā)生破損存在修復(fù)難度大、恢復(fù)時間長、影響機(jī)場的正常使用的缺點(diǎn)。嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致飛機(jī)無法安全起降，只能進(jìn)行停航修補(bǔ)。目前影響我國機(jī)場道面使用壽命的主要因素是道面破損，水泥混凝土道面的破損常被稱為水泥混凝土道面通病，水泥混凝土機(jī)場道面破壞主要受干縮和溫度應(yīng)力、凍融、化學(xué)腐蝕3個方面因素的影響。本文分別對干縮和溫度應(yīng)力、凍融、化學(xué)腐蝕3類常見水泥混凝土機(jī)場道面質(zhì)量通病進(jìn)行分析并提出相應(yīng)防范措施。

1 干縮和溫度應(yīng)力方面質(zhì)量通病及防范措施

機(jī)場水泥混凝土道面的質(zhì)量通病主要是干縮和溫度應(yīng)力方面質(zhì)量通病，共分為掉邊掉角，表面裂紋、斷板、蜂窩、麻面、脫皮幾類。

1.1 水泥混凝土道面板掉邊掉角

1.1.1 現(xiàn)象

混凝土道面板板邊局部破損、邊角出現(xiàn)開裂或脫落等。

1.1.2 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生原因主要有：①切縫時間過早，產(chǎn)生打邊現(xiàn)象；②邊角振搗不實(shí)，強(qiáng)度不足，產(chǎn)生脫落；③粗骨料集中，漿體偏少，產(chǎn)生孔洞；④假縫切割時不到位，未將混凝土板完全斷開，混凝土收縮時將邊角拉斷；⑤拆模或填倉過早，拆?；蛱顐}時用力過猛保護(hù)不利，將邊角破壞；⑥碎石光滑面多，與表層的砂漿粘結(jié)力不夠；⑦成品保護(hù)不到位，機(jī)械、車輛將邊角；⑧邊角養(yǎng)護(hù)不到位，產(chǎn)生漏養(yǎng)現(xiàn)象，致使邊角混凝土強(qiáng)度不足；⑨做面時無專人負(fù)責(zé)邊角壓面，造成板邊角不密實(shí)；⑩模板支固不牢產(chǎn)生跑?，F(xiàn)象，致使混凝土板寬度不夠，產(chǎn)生“雙眼皮”的現(xiàn)象。

1.1.3 相應(yīng)防范措施

防范措施主要有：①掌握好切縫時機(jī)，如果模板不能切到位，應(yīng)在拆模后及時補(bǔ)切；②振搗時邊角部位應(yīng)用手提式振搗棒專人負(fù)責(zé)補(bǔ)振；③拆除混凝土模板應(yīng)根據(jù)氣溫變化，掌握好拆模時機(jī)，杜絕強(qiáng)拉硬撬；④填倉施工應(yīng)在先筑板期齡達(dá)到3 d后，方可進(jìn)行；⑤嚴(yán)格控制碎石加工質(zhì)量，特別是用礫石破碎而成的碎石要保證有3個以上的破碎面；⑥混凝土在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)應(yīng)派專人值守，負(fù)責(zé)成品保護(hù)管理；⑦混凝土板面和側(cè)面應(yīng)用土工布完全覆蓋，并保持濕潤；⑧邊角部位作面時應(yīng)著重處理，保證邊角部位密實(shí)；⑨模板支立應(yīng)穩(wěn)固，在混凝土澆筑過程中應(yīng)及時糾正松動的模板。

1.2 水泥混凝土道面板表面裂紋

1.2.1 現(xiàn)象

混凝土表面產(chǎn)生塑性裂紋、龜裂、網(wǎng)狀裂紋等現(xiàn)象。

1.2.2 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生原因主要有：①施工時突然刮大風(fēng)；②土工布覆蓋養(yǎng)生不及時；③氣溫過高或蒸發(fā)過快導(dǎo)致混凝土表面在鋪筑成型或凝固初期失水過快，產(chǎn)生網(wǎng)狀收縮裂紋；④混合料水灰比過大，產(chǎn)生收縮裂紋；⑤攤鋪不均勻，局部粗集料或細(xì)集料過于集中，產(chǎn)生收縮不均勻，造成裂紋；⑥拉毛結(jié)束后，局部混凝土出現(xiàn)泌水，形成水囊；⑦養(yǎng)生上水時間過晚，表面產(chǎn)生干裂；⑧水泥比表面積過大或拌合料溫度過高造成水化熱作用過快，造成混凝土表面龜裂或出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋。

1.2.3 相應(yīng)防范措施

防范措施主要有：①大風(fēng)天氣設(shè)置防風(fēng)屏障，或用雙層塑料薄膜覆蓋在混凝土面上，防止表面失水過快，然后盡快處理混凝土表面；②手指輕壓混凝土表面無痕跡時，應(yīng)及時覆蓋土工布，觀察混凝土強(qiáng)度上升情況，及時灑水養(yǎng)生；③盡量避免高溫、高熱天氣進(jìn)行混凝土澆筑；④每次混凝土開盤前應(yīng)準(zhǔn)確檢測原材料含水量，根據(jù)檢測結(jié)果開據(jù)混凝土配料單，施工期間不得隨意調(diào)整；⑤嚴(yán)格控制攤鋪料的虛高，盡量避免多次挖填拌和料；⑥保證混合料拌和均勻，及時將泌水清除，重新抹面、拉毛；⑦根據(jù)氣溫變化和混凝土強(qiáng)度上升情況，準(zhǔn)確掌握第一次混凝土上水養(yǎng)生時間；⑧對每批次進(jìn)場的水泥應(yīng)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)檢測，并檢查水泥溫度，待檢合格后方可投入使用。

1.3 水泥混凝土道面板斷板

1.3.1 現(xiàn)象

混凝土道面板在縱向連續(xù)鋪筑時，裂縫平行于橫向縮縫，呈波紋狀。

1.3.2 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生原因主要有：①連續(xù)鋪筑時，切縫不及時，混凝土在凝結(jié)硬化過程中收縮斷裂。②混凝土鋪筑時中斷施工較長，后又接著施工；接頭處沒有充分振搗，在結(jié)合部位出現(xiàn)不均勻收縮斷裂。③鋪筑時同一斷面上水灰比干稀差異較大，在交界面產(chǎn)生不均勻收縮斷裂。④鋪筑填倉時，在先筑混凝土假縫已斷通部位，因混凝土收縮位移，對剛鋪筑成型的混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，致使混凝土在此部位斷裂。

1.3.3 相應(yīng)防范措施

防范措施主要有：①及時切縫，采用軟切縫技術(shù)，即在混凝土抗壓強(qiáng)度5～10 MPa時開始切縫，深度為3～4 cm，每隔15～20 m切一條縫；②在晝夜溫差大或在炎熱季節(jié)施工時，混凝土鋪筑應(yīng)避開高溫時段，盡可能安排在夜間施工；③鋪筑填倉時，在先筑板混凝土假縫已斷通的部位用兩層油氈隔離或在此部位設(shè)置施工縫，嚴(yán)格控制水灰比，保證混合料拌合均勻；④混凝土鋪筑因意外原因中斷時間較長時，應(yīng)在接縫位置處設(shè)置施工縫。

1.4 水泥混凝土道面板蜂窩、麻面、脫皮

1.4.1 現(xiàn)象

混凝土拆模后側(cè)面局部出現(xiàn)蜂窩狀、表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、脫皮、孔洞。

1.4.2 產(chǎn)生原因

產(chǎn)生原因主要有：①混合料水灰比偏小、和易性差，無法振搗密實(shí)；②混合料有離析現(xiàn)象，使粗骨料集中；③模板漏漿；④混凝土凝結(jié)硬化前表面被雨淋沖刷或養(yǎng)生上水時間過早；⑤砂子級配不好且偏粗，小礫石多，拉毛時出現(xiàn)“砂眼”；⑥原材料中含泥量過高，經(jīng)過冬季凍融循環(huán)后，產(chǎn)生麻面、脫皮；⑦卵石破碎石光滑面過多，使混凝土漿體握裹力下降，產(chǎn)生脫皮；⑧混凝土抗凍、抗?jié)B性能差，經(jīng)過冬季凍融循環(huán)后產(chǎn)生麻面、脫皮；⑨混凝土原材料中混有小木塊、泥塊等雜物。

1.4.3 相應(yīng)防范措施

防范措施主要有：①混合料要拌和均勻，對水灰比偏小、和易性差和已經(jīng)離析的混合料應(yīng)禁止入倉鋪筑；②攤鋪時，邊角要扣鍬，鋪料要均勻；③混凝土振搗要密實(shí)，不能漏振；④模板拼接緊密，底部堵塞嚴(yán)密；⑤混凝土開工前應(yīng)加工一定數(shù)量的防雨棚，防止混凝土澆筑時被雨淋，嚴(yán)格控制養(yǎng)生時間；⑥嚴(yán)格控制混凝土用砂級配、含泥量的指標(biāo)，有抗凍要求時含量不得大于1.5%；⑦卵石破碎要嚴(yán)格控制粒徑，不得小于10 cm，破碎面在2個以上；⑧混凝土施工時及時檢測拌合物的含氣量、抗凍、抗?jié)B等指標(biāo)是否符合要求，不得隨意更改配合比外加劑摻量；⑨嚴(yán)格控制原材料雜質(zhì)含量。

2 水泥混凝土道面凍融破壞及防范措施

所謂水泥混凝土道面的凍融破壞是由于混凝土內(nèi)部存在連通或不連通的空隙，這些空隙是滲水的途徑，當(dāng)混凝土處于飽和狀態(tài)并遇到負(fù)溫時，內(nèi)部水分凍結(jié)，體積膨脹約達(dá)到9%，各種孔隙的周壁上產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力，使孔壁產(chǎn)生塑性變形，不能恢復(fù)到原來的大小。如此反復(fù)凍融，孔隙逐次加大，凍結(jié)逐次加深，導(dǎo)致道面混凝土破壞。北方寒冷地區(qū)機(jī)場跑道道面凍融破壞現(xiàn)象極為常見。

2.1 現(xiàn)象

水泥混凝土道面的凍融破壞現(xiàn)象主要有道面表面掉皮露石、邊角脫落、表皮砂漿起皮、剝落。

2.2 防范措施

防范機(jī)場水泥混凝土道面凍融破壞的關(guān)鍵在于如何提高混凝土的抗凍性。防止發(fā)生凍融破壞技術(shù)措施包括：①選用抗凍性好的集料，用堅固、密實(shí)、潔凈的集料配制混凝土，其質(zhì)量符合要求，粗骨料優(yōu)選質(zhì)地堅硬的山石加工，采用卵石其粒徑不得小于10 cm且每個石塊破碎面2個以上，碎石含泥量不得大于1%；細(xì)集料優(yōu)先選用中粗砂，細(xì)度模數(shù)在2.65～3.2之間，不宜采用機(jī)制砂，砂子含泥量不得大于2%.②正確選用水泥，水泥應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥，在允許條件下采用42.5P.II型硅酸鹽水泥最佳，水泥以350～390 m2/kg 為宜。若采用早強(qiáng)型水泥，初凝時間控制在1 h左右，終凝時間控制在3.5 h左右。散裝水泥時，存放3 d以上時，控制在30°以下。③正確使用外加劑，長期處于潮濕或嚴(yán)寒環(huán)境中的混凝土，應(yīng)摻用引氣劑或引氣減水劑，含氣量4%～6%為宜。④減少用水量，水灰比直接影響混凝土抗凍耐久性能，要求水灰比控制在0.43以下，坍落度在1 cm以內(nèi)，采用干硬性或半干硬性混凝土進(jìn)行澆筑。⑤增加抹面遍數(shù)及養(yǎng)護(hù)時間，增加兩三抹面遍數(shù)，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間（14 d延長至20 d），強(qiáng)化混泥土的水泥水化過程。⑥適當(dāng)提高砂率，改善和易性，并充分搗實(shí)，可提高混凝土的抗凍性。⑦噴灑防滲劑，提高道路表面抗?jié)B性。

3 水泥混凝土道面化學(xué)腐蝕破壞及防范措施

機(jī)場水泥混凝土道面的化學(xué)腐蝕破壞主要是發(fā)生了堿集骨料反應(yīng)（ARR）。防止水泥混凝土道面發(fā)生化學(xué)腐蝕主要是防止混凝土發(fā)生堿集骨料反應(yīng)。

AAR一般可分為堿—硅酸鹽反應(yīng)和堿—碳酸鹽反應(yīng)，最突出的外觀特征是混凝土表面產(chǎn)生裂縫，由于裂縫是由膨脹引起的，所以它與常見的收縮或荷載產(chǎn)生的干裂不同。其裂縫分布均勻，多呈“地圖狀”的龜裂，而且常伴有白色堿硅酸鹽凝膠滲出，鉆取芯樣可見到某些集料明顯的反應(yīng)邊，嚴(yán)重的集料自身發(fā)生潰爛。AAR引起破壞的時間一般較慢，往往在工程完工3～5年之后出現(xiàn)，并且因條件不同而破壞的程度也有所不同。AAR是液固相反應(yīng)，只有在水的參與下反應(yīng)才能持續(xù)進(jìn)行。

堿集骨料反應(yīng)的發(fā)生條件：①混凝土具有堿活性；②混凝土中的骨料存在堿集料；③具有適當(dāng)?shù)臐穸取Ｉ鲜?個條件同時具備后，混凝土才會發(fā)生堿集骨料反應(yīng)。

因此，防范堿集骨料反應(yīng)的措施就是針對上述3個方面采取有效措施，主要措施為：①高度重視堿集骨料反應(yīng)的破壞性。高度重視堿集骨料反應(yīng)而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞的嚴(yán)重性，把預(yù)防堿集料反應(yīng)放在重要地位，在工程各個環(huán)節(jié)都加以控制，并做好防范工作。②做好環(huán)境調(diào)查。對周邊工程調(diào)查走訪，調(diào)查機(jī)場附近5年以上的水泥混凝土工程，判斷是否有堿集料反應(yīng)現(xiàn)象，分析產(chǎn)生堿集料反應(yīng)原因，以便在工程中采取有效的預(yù)防措施。③嚴(yán)格控制材料選擇。用于道面混凝土施工的各項(xiàng)原材料應(yīng)滿足水泥含氧化鈉量不得超過0.6%，石料、砂含有活性二氧化硅和活性碳酸鹽成分時不得使用，嚴(yán)格限制使用高堿外加劑對混泥土產(chǎn)生副作用這3個條件。④優(yōu)化水泥混凝土配合比。通過優(yōu)化水泥混凝土配合比設(shè)計，提高混凝土的密實(shí)性和抗?jié)B性；摻加優(yōu)質(zhì)高效且含堿量低的減水劑以減少混凝土的單方用水量，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上合理配置混凝土配合比。⑤抓好施工過程中的質(zhì)量控制。施工前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。施工中嚴(yán)格遵守規(guī)范進(jìn)行混凝土的各項(xiàng)工藝步驟，施工后做好技術(shù)監(jiān)督和抽檢，并做好后期交底工作，全方位做好混凝土的質(zhì)量管控。

2095－6835（2018）21－0019－02

V351.11

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.019

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕