机场水泥混凝土道面常见质量通病及防范措施

廖明辉



机场水泥混凝土道面常见质量通病及防范措施

廖明辉

（西部战区空军新疆片区工程建设指挥部，新疆 乌鲁木齐 830001）

我国80%以上的机场道面均采用了水泥混凝土结构，水泥混凝土道面的耐久性直接关系着机场道面的使用寿命。通过干缩和温度应力、冻融、化学腐蚀3个方面对水泥混凝土道面发生耐久性破坏的的质量通病进行了分析，并提出了相应防范措施。

水泥混凝土；机场道面；防范措施；质量通病

改革开放以来，我国民用航空机场建设已经走过了60多年的历程，随着国民经济大规模发展，飞机已经成为一种被越来越广泛使用的交通工具。到2013年底，我国共有军民用机场424个，至2020年民用机场预计达到244个，各类机场达到约600个。做好水泥混凝土机场道面质量通病的防范，有利于发挥机场使用效能，有效延长机场使用寿命。我国80%以上的机场道面均采用了水泥混凝土结构。水泥混凝土道面具有整体强度高、传荷能力强、环境适应性好、使用寿命长的优点。同时，由于水泥混凝土道面属于刚性道面，一旦发生破损存在修复难度大、恢复时间长、影响机场的正常使用的缺点。严重时甚至导致飞机无法安全起降，只能进行停航修补。目前影响我国机场道面使用寿命的主要因素是道面破损，水泥混凝土道面的破损常被称为水泥混凝土道面通病，水泥混凝土机场道面破坏主要受干缩和温度应力、冻融、化学腐蚀3个方面因素的影响。本文分别对干缩和温度应力、冻融、化学腐蚀3类常见水泥混凝土机场道面质量通病进行分析并提出相应防范措施。

1 干缩和温度应力方面质量通病及防范措施

机场水泥混凝土道面的质量通病主要是干缩和温度应力方面质量通病，共分为掉边掉角，表面裂纹、断板、蜂窝、麻面、脱皮几类。

1.1 水泥混凝土道面板掉边掉角

1.1.1 现象

混凝土道面板板边局部破损、边角出现开裂或脱落等。

1.1.2 产生原因

产生原因主要有：①切缝时间过早，产生打边现象；②边角振捣不实，强度不足，产生脱落；③粗骨料集中，浆体偏少，产生孔洞；④假缝切割时不到位，未将混凝土板完全断开，混凝土收缩时将边角拉断；⑤拆模或填仓过早，拆模或填仓时用力过猛保护不利，将边角破坏；⑥碎石光滑面多，与表层的砂浆粘结力不够；⑦成品保护不到位，机械、车辆将边角；⑧边角养护不到位，产生漏养现象，致使边角混凝土强度不足；⑨做面时无专人负责边角压面，造成板边角不密实；⑩模板支固不牢产生跑模现象，致使混凝土板宽度不够，产生“双眼皮”的现象。

1.1.3 相应防范措施

防范措施主要有：①掌握好切缝时机，如果模板不能切到位，应在拆模后及时补切；②振捣时边角部位应用手提式振捣棒专人负责补振；③拆除混凝土模板应根据气温变化，掌握好拆模时机，杜绝强拉硬撬；④填仓施工应在先筑板期龄达到3 d后，方可进行；⑤严格控制碎石加工质量，特别是用砾石破碎而成的碎石要保证有3个以上的破碎面；⑥混凝土在养护期内应派专人值守，负责成品保护管理；⑦混凝土板面和侧面应用土工布完全覆盖，并保持湿润；⑧边角部位作面时应着重处理，保证边角部位密实；⑨模板支立应稳固，在混凝土浇筑过程中应及时纠正松动的模板。

1.2 水泥混凝土道面板表面裂纹

1.2.1 现象

混凝土表面产生塑性裂纹、龟裂、网状裂纹等现象。

1.2.2 产生原因

产生原因主要有：①施工时突然刮大风；②土工布覆盖养生不及时；③气温过高或蒸发过快导致混凝土表面在铺筑成型或凝固初期失水过快，产生网状收缩裂纹；④混合料水灰比过大，产生收缩裂纹；⑤摊铺不均匀，局部粗集料或细集料过于集中，产生收缩不均匀，造成裂纹；⑥拉毛结束后，局部混凝土出现泌水，形成水囊；⑦养生上水时间过晚，表面产生干裂；⑧水泥比表面积过大或拌合料温度过高造成水化热作用过快，造成混凝土表面龟裂或出现网状裂纹。

1.2.3 相应防范措施

防范措施主要有：①大风天气设置防风屏障，或用双层塑料薄膜覆盖在混凝土面上，防止表面失水过快，然后尽快处理混凝土表面；②手指轻压混凝土表面无痕迹时，应及时覆盖土工布，观察混凝土强度上升情况，及时洒水养生；③尽量避免高温、高热天气进行混凝土浇筑；④每次混凝土开盘前应准确检测原材料含水量，根据检测结果开据混凝土配料单，施工期间不得随意调整；⑤严格控制摊铺料的虚高，尽量避免多次挖填拌和料；⑥保证混合料拌和均匀，及时将泌水清除，重新抹面、拉毛；⑦根据气温变化和混凝土强度上升情况，准确掌握第一次混凝土上水养生时间；⑧对每批次进场的水泥应进行各项指标检测，并检查水泥温度，待检合格后方可投入使用。

1.3 水泥混凝土道面板断板

1.3.1 现象

混凝土道面板在纵向连续铺筑时，裂缝平行于横向缩缝，呈波纹状。

1.3.2 产生原因

产生原因主要有：①连续铺筑时，切缝不及时，混凝土在凝结硬化过程中收缩断裂。②混凝土铺筑时中断施工较长，后又接着施工；接头处没有充分振捣，在结合部位出现不均匀收缩断裂。③铺筑时同一断面上水灰比干稀差异较大，在交界面产生不均匀收缩断裂。④铺筑填仓时，在先筑混凝土假缝已断通部位，因混凝土收缩位移，对刚铺筑成型的混凝土产生拉应力，致使混凝土在此部位断裂。

1.3.3 相应防范措施

防范措施主要有：①及时切缝，采用软切缝技术，即在混凝土抗压强度5～10 MPa时开始切缝，深度为3～4 cm，每隔15～20 m切一条缝；②在昼夜温差大或在炎热季节施工时，混凝土铺筑应避开高温时段，尽可能安排在夜间施工；③铺筑填仓时，在先筑板混凝土假缝已断通的部位用两层油毡隔离或在此部位设置施工缝，严格控制水灰比，保证混合料拌合均匀；④混凝土铺筑因意外原因中断时间较长时，应在接缝位置处设置施工缝。

1.4 水泥混凝土道面板蜂窝、麻面、脱皮

1.4.1 现象

混凝土拆模后侧面局部出现蜂窝状、表面出现麻点、脱皮、孔洞。

1.4.2 产生原因

产生原因主要有：①混合料水灰比偏小、和易性差，无法振捣密实；②混合料有离析现象，使粗骨料集中；③模板漏浆；④混凝土凝结硬化前表面被雨淋冲刷或养生上水时间过早；⑤砂子级配不好且偏粗，小砾石多，拉毛时出现“砂眼”；⑥原材料中含泥量过高，经过冬季冻融循环后，产生麻面、脱皮；⑦卵石破碎石光滑面过多，使混凝土浆体握裹力下降，产生脱皮；⑧混凝土抗冻、抗渗性能差，经过冬季冻融循环后产生麻面、脱皮；⑨混凝土原材料中混有小木块、泥块等杂物。

1.4.3 相应防范措施

防范措施主要有：①混合料要拌和均匀，对水灰比偏小、和易性差和已经离析的混合料应禁止入仓铺筑；②摊铺时，边角要扣锹，铺料要均匀；③混凝土振捣要密实，不能漏振；④模板拼接紧密，底部堵塞严密；⑤混凝土开工前应加工一定数量的防雨棚，防止混凝土浇筑时被雨淋，严格控制养生时间；⑥严格控制混凝土用砂级配、含泥量的指标，有抗冻要求时含量不得大于1.5%；⑦卵石破碎要严格控制粒径，不得小于10 cm，破碎面在2个以上；⑧混凝土施工时及时检测拌合物的含气量、抗冻、抗渗等指标是否符合要求，不得随意更改配合比外加剂掺量；⑨严格控制原材料杂质含量。

2 水泥混凝土道面冻融破坏及防范措施

所谓水泥混凝土道面的冻融破坏是由于混凝土内部存在连通或不连通的空隙，这些空隙是渗水的途径，当混凝土处于饱和状态并遇到负温时，内部水分冻结，体积膨胀约达到9%，各种孔隙的周壁上产生相当大的内应力，使孔壁产生塑性变形，不能恢复到原来的大小。如此反复冻融，孔隙逐次加大，冻结逐次加深，导致道面混凝土破坏。北方寒冷地区机场跑道道面冻融破坏现象极为常见。

2.1 现象

水泥混凝土道面的冻融破坏现象主要有道面表面掉皮露石、边角脱落、表皮砂浆起皮、剥落。

2.2 防范措施

防范机场水泥混凝土道面冻融破坏的关键在于如何提高混凝土的抗冻性。防止发生冻融破坏技术措施包括：①选用抗冻性好的集料，用坚固、密实、洁净的集料配制混凝土，其质量符合要求，粗骨料优选质地坚硬的山石加工，采用卵石其粒径不得小于10 cm且每个石块破碎面2个以上，碎石含泥量不得大于1%；细集料优先选用中粗砂，细度模数在2.65～3.2之间，不宜采用机制砂，砂子含泥量不得大于2%.②正确选用水泥，水泥应优先选用硅酸盐水泥，在允许条件下采用42.5P.II型硅酸盐水泥最佳，水泥以350～390 m2/kg 为宜。若采用早强型水泥，初凝时间控制在1 h左右，终凝时间控制在3.5 h左右。散装水泥时，存放3 d以上时，控制在30°以下。③正确使用外加剂，长期处于潮湿或严寒环境中的混凝土，应掺用引气剂或引气减水剂，含气量4%～6%为宜。④减少用水量，水灰比直接影响混凝土抗冻耐久性能，要求水灰比控制在0.43以下，坍落度在1 cm以内，采用干硬性或半干硬性混凝土进行浇筑。⑤增加抹面遍数及养护时间，增加两三抹面遍数，适当延长养护时间（14 d延长至20 d），强化混泥土的水泥水化过程。⑥适当提高砂率，改善和易性，并充分捣实，可提高混凝土的抗冻性。⑦喷洒防渗剂，提高道路表面抗渗性。

3 水泥混凝土道面化学腐蚀破坏及防范措施

机场水泥混凝土道面的化学腐蚀破坏主要是发生了碱集骨料反应（ARR）。防止水泥混凝土道面发生化学腐蚀主要是防止混凝土发生碱集骨料反应。

AAR一般可分为碱—硅酸盐反应和碱—碳酸盐反应，最突出的外观特征是混凝土表面产生裂缝，由于裂缝是由膨胀引起的，所以它与常见的收缩或荷载产生的干裂不同。其裂缝分布均匀，多呈“地图状”的龟裂，而且常伴有白色碱硅酸盐凝胶渗出，钻取芯样可见到某些集料明显的反应边，严重的集料自身发生溃烂。AAR引起破坏的时间一般较慢，往往在工程完工3～5年之后出现，并且因条件不同而破坏的程度也有所不同。AAR是液固相反应，只有在水的参与下反应才能持续进行。

碱集骨料反应的发生条件：①混凝土具有碱活性；②混凝土中的骨料存在碱集料；③具有适当的湿度。上述3个条件同时具备后，混凝土才会发生碱集骨料反应。

因此，防范碱集骨料反应的措施就是针对上述3个方面采取有效措施，主要措施为：①高度重视碱集骨料反应的破坏性。高度重视碱集骨料反应而导致的结构破坏的严重性，把预防碱集料反应放在重要地位，在工程各个环节都加以控制，并做好防范工作。②做好环境调查。对周边工程调查走访，调查机场附近5年以上的水泥混凝土工程，判断是否有碱集料反应现象，分析产生碱集料反应原因，以便在工程中采取有效的预防措施。③严格控制材料选择。用于道面混凝土施工的各项原材料应满足水泥含氧化钠量不得超过0.6%，石料、砂含有活性二氧化硅和活性碳酸盐成分时不得使用，严格限制使用高碱外加剂对混泥土产生副作用这3个条件。④优化水泥混凝土配合比。通过优化水泥混凝土配合比设计，提高混凝土的密实性和抗渗性；掺加优质高效且含碱量低的减水剂以减少混凝土的单方用水量，从经济和技术上合理配置混凝土配合比。⑤抓好施工过程中的质量控制。施工前做好各项准备工作。施工中严格遵守规范进行混凝土的各项工艺步骤，施工后做好技术监督和抽检，并做好后期交底工作，全方位做好混凝土的质量管控。

2095－6835（2018）21－0019－02

V351.11

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.019

〔编辑：严丽琴〕