機場混凝土道面高溫施工裂縫防治措施研究

米大衛(wèi)

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的全球化發(fā)展，人們交通出行的需求不斷增加，空中交通事業(yè)發(fā)展隨之加快，各種機場工程越來越多。機場道面在機場運輸中發(fā)揮著非常重要的作用，其對施工質量有著非常高的要求，如果施工質量無法得到保證，就容易導致各種問題的發(fā)生，甚至引發(fā)安全事故。鑒于此，筆者將通過本文對機場混凝土道面高溫施工裂縫防治措施進行探討，希望對促進我國工程事業(yè)的發(fā)展起到有利作用。

關鍵詞：機場道面;混凝土;高溫施工裂縫;防治措施

1 前言

援莫桑比克賽賽機場道面工程的占地面積約為12萬平方米，其混凝土道面設計厚度為32cm，抗折強度為5.0MPa。該項目位于非洲東南部，根據(jù)項目的工期安排道面工程需在夏季施工，施工時環(huán)境溫度相對較高，混凝土裂縫比較普遍，通常上午施工下午就會產(chǎn)生裂縫，縫長1～200cm，縫深3mm左右。為了有效解決這個問題，對整個施工工藝進行了全面的分析，并采取了相應的措施，有意避免高溫時段進行施工，并加強了對道面的養(yǎng)護工作，裂縫數(shù)量得到一定程度的減少^[1]。

2 裂縫出現(xiàn)的原因

道面施工過程中，混凝土裂縫的產(chǎn)生和其收縮應力有著非常直接的關系，其收縮主要包括溫度收縮、干燥收縮與自身收縮。針對機場混凝土道面裂縫的實際情況，對進場材料、施工工藝、氣候條件進行了大量的分析，并對所有可能產(chǎn)生裂縫的條件進行了對比分析后，確定機場混凝土道面熱收縮是導致干縮裂縫的主要原因，原材料的品質和施工工藝是造成道面開裂的次要原因。

混凝土裂縫的產(chǎn)生除與水泥品種及其品質（體積安定性、強度、細度模數(shù)、收縮率、初凝時間、終凝時間等）關系密切外，還與混凝土攤鋪時的入模溫度有著直接的關系。通過對賽賽機場混凝土道面原材料的檢查，主要存在以下幾方面問題：

2.1 水泥品質。水泥采用強度等級為42.5的硅酸鹽水泥，其初凝時間較短、早期強度過高、細度過細，造成道面混凝土極易出現(xiàn)細微裂紋甚至產(chǎn)生收縮裂紋，對工程質量造成了直接影響。水泥成分中C3A（鋁酸三鈣）含量過高，其水化反應迅速，早期強度發(fā)展較快，水化熱大且釋放快，在水化熱高峰過去之后的收縮量較大，對混凝土的抗裂性能會造成直接的影響。此外水泥出廠溫度過高，且在運輸至現(xiàn)場時溫度高達90℃以上。受非洲當?shù)貧鉁馗摺⑷照諒姷纫蛩氐挠绊懀嗍褂脺囟韧ǔ？蛇_60-70℃，從而導致道面混凝土鋪筑時入模溫度較高（30-35℃）。在晚上環(huán)境溫度較低時，混凝土便會產(chǎn)生熱收縮，此時在與基層間所產(chǎn)生的摩阻力的約束下，致使混凝土溫度應力增加，且當該應力增大至超過混凝土抗拉極限時，便會引發(fā)裂縫的產(chǎn)生。

2.2 骨料品質。通過對粗細骨料成分檢查后發(fā)現(xiàn)，碎石的壓碎值、針片狀含量均滿足設計與規(guī)范要求，但碎石中含泥量偏高。細骨料采用的是河砂且受當?shù)卦牧蟻碓聪拗苾H能采購到中砂，粗骨料含泥量偏大及細骨料細度模數(shù)偏小（實測值為2.3，達到中砂下限），這些因素都會直接影響到水泥和砂石之間的粘結力，弱化砂石界面結構，難以保證界面強度。含泥量越高，混凝土收縮變形程度就越大，裂縫問題也就會比較嚴重。

2.3 施工時機。由于是在夏季施工且道面沒有遮擋，氣溫在正午時會超過38℃，風速也比較高。在混凝土澆筑過程中，曾經(jīng)經(jīng)歷過一次氣溫驟降現(xiàn)象，導致混凝土表面溫度急劇下降，加之混凝土為熱的不良導體，致使其內表溫差較大，從而形成溫度梯度，嚴重限制了混凝土的收縮，導致其內部應力較大，很容易引發(fā)開裂現(xiàn)象的發(fā)生。此外，由于時值盛夏，環(huán)境溫度極高，混凝土水分蒸發(fā)迅速，致使其因干燥收縮而加劇了裂縫的形成及發(fā)展。

2.4 切縫時機。混凝土道面單次澆筑在100-150米之間，在未實施切縫前其為一個整體。道面澆筑長度越長，混凝土收縮程度便會越大，一旦其收縮量超過了允許量，就會產(chǎn)生橫向裂縫。因此道面切縫時機選擇不當也是造成混凝土裂縫發(fā)生的主要原因，極易引發(fā)橫向裂縫的形成。

3 裂縫防治措施

3.1 材料方面

在膠凝材料選擇過程中，水泥品種選擇初凝時間較長的普通硅酸鹽水泥，不選擇硅酸鹽水泥，對進場的水泥應該嚴格控制其細度模數(shù)，水泥過細產(chǎn)生的水化熱偏高，過粗則強度不容易保證，這需要我們對水泥細度進行合理選擇。此外，水泥等級及混凝土強度并不是越高越好，對于設計抗折強度為5.0MPa的道面混凝土，其抗折強度實驗室配合比強度為設計抗折強度的1.1～1.15倍。經(jīng)大量實驗驗證，決定采用P.O 42.5水泥，設計28天抗折強度5.5MPa，這樣可以有效減少水化熱，有效減少道面的收縮。在道面混凝土施工過程中，應避免水泥用量過多，同時為保證混凝土流動性，可通過摻加高效緩凝減水劑的方法，進一步提升混凝土的工作性能。在保證混凝土具有較好的工作性能的同時減少水與水泥用量，這樣可以有效減少水化熱。道面混凝土所用水泥應盡量減少C3A的含量，嚴禁使用C3A含量超標水泥，如此可有效抑制混凝土裂縫的產(chǎn)生。為了降低水泥的使用溫度，可以適當延長水泥的存儲期，在水泥降為常溫之后方可使用。針對骨料含泥量偏高的情況，由于不具備更換原材料的條件，故在現(xiàn)場增加骨料沖洗設備一套，將骨料中含泥沖洗干凈后再用于混泥土拌和。

3.2 施工方面

針對大風、暴曬天氣容易導致混凝土失水過快，進而造成塑性收縮的現(xiàn)象，采取夏季混凝土施工“四不打”措施。例如，將澆筑時間設定在上午10點鐘之前以及下午2點之后，如果必須在正中午時段施工，則需設置遮陽棚。在混凝土鋪筑過程中，應該保證布料均勻且振搗充分，避免因混凝土均勻性較差而導致裂縫問題的發(fā)生。混凝土道面完成拉毛后，應及時鋪覆養(yǎng)生布，在混凝土初凝后及時灑水養(yǎng)生，保持混凝土表面時刻濕潤^[2]。

在混凝土澆筑過程中，一定要做好澆筑長度的控制，單次混凝土道面連續(xù)澆筑長度不宜超過150米。在攪拌站主機及配料斗上方搭設遮陽板，避免混凝土在攪拌過程中受到陽光的直曬。此外還應該對切縫時機進行控制，及時切縫可以有效縮短混凝土道面板的長度，減少其收縮變形。切縫時機的選擇非常重要，在混凝土強度達到不因切縫造成崩邊時立即進行切縫，可以取得非常好的預防裂縫效果。切縫過程中，應保證切縫質量，不應出現(xiàn)毛邊。如果過早進行切縫，就會導致混凝土邊角出現(xiàn)受損現(xiàn)象，太晚則會造成混凝土強度過高，難以進行切割，也容易出現(xiàn)切割斷裂。

嚴控施工質量。嚴格對原材料的進場進行把關，避免不合格材料流入施工過程。混凝土運輸距離不應太長，否則很容易導致混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。此外，混凝土搗振采用自行高頻振搗器，且根據(jù)道面板的厚度和寬度合理選擇高頻振搗棒的間距及行走速度，避免過度搗振現(xiàn)象的出現(xiàn)，以免引發(fā)分層離析現(xiàn)象，對各死角應該采用插入式振搗棒搗振，避免漏振情況的出現(xiàn)。

嚴控設計質量。根據(jù)機場設計目標年運輸能力、水文地質以及氣候等特點，擇優(yōu)選擇科學合理的道面設計方案。在設計過程中，應加強對易開裂部位的處理，如避免異形板處出現(xiàn)銳角，在填挖交界面及預埋管溝槽處設置鋼筋網(wǎng)片，在燈坑位置設置補強鋼筋籠等，對傳荷能力較差的部位進行局部補強，避免前期施工及后期運營期間出現(xiàn)裂縫甚至斷板病害。

4 結語

隨著時代的不斷發(fā)展，對機場道面混凝土施工提出了更高的要求。針對當前道面混凝土高溫施工中出現(xiàn)的裂縫問題，應該引起足夠的重視，認真分析問題產(chǎn)生原因，并及時采取針對性防治措施，對施工工藝、材料進行優(yōu)化的同時，切實做好混凝土保養(yǎng)工作。

參考文獻：

[1]陳流利.隧道水泥混凝土路面建造新技術[J].交通世界.2019（22）：22-23.

[2]劉紅堂.水泥混凝土路面施工應注意的問題[J].工程建設與設計.2019（03）：55-56.