當今機場水泥混凝土道面施工質(zhì)量問題及防治對策

李建舉，唐 兵，王智勇

（中國航空港建設(shè)第九工程總隊，四川 成都 610000）

我國民用航空機場建設(shè)已經(jīng)走過了六十多年的歷程，改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟大規(guī)模發(fā)展，飛機已經(jīng)成為一種越來越廣泛被使用的交通工具，國內(nèi)機場數(shù)量已由 60多個增加到180個（不含港澳臺），航空周轉(zhuǎn)量已由世界排名 37位上升至第2位。隨著國家經(jīng)濟實力的增強，軍用機場建設(shè)也得到了長足發(fā)展，其數(shù)量達到了×××個。至2020年，布局規(guī)劃民用機場總數(shù)達244個，軍民用機場總數(shù)將超過600個。但與世界發(fā)達國家相比，我國的機場數(shù)量遠不如他們，還有很大差距，以美國為例：美國目前擁有運輸機場600多個，擁有各類機場15 096個，每10萬平方公里運輸機場密度為6.4個，而我國僅有1.8個，與世界發(fā)展中國家如巴西、印度等相比，他們的機場密度都高于我國。為適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)的需要，加快機場發(fā)展和建設(shè)將成為我國當前和今后的一項十分重要且艱巨的任務(wù)。如何擔當起歷史賦予的光榮使命，高速度、高質(zhì)量、高效益地修建更多的機場，且經(jīng)得起時間的檢驗，延長其使用壽命，既是廣大建設(shè)者們追求的目標，也是擺在我們施工人員面前的重大課題。為此，需要我們以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，務(wù)實的工作作風，精湛的施工技術(shù)，不斷提高機場建設(shè)水平和施工質(zhì)量，實現(xiàn)機場建設(shè)的跨越式發(fā)展。

下面就當今機場水泥混凝土道面在施工中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行總結(jié)，找出其發(fā)生的原因，并有針對性的制定預防措施，同時為有效提高機場道面施工質(zhì)量，提出了在施工中應(yīng)特別注意的幾個技術(shù)問題。

1 當今機場水泥混凝土道面常見的質(zhì)量問題及預防措施

我國80%以上的機場道面均采用了水泥混凝土結(jié)構(gòu)，成為了我國軍民用機場道面的主要結(jié)構(gòu)形式。但水泥混凝土道面一旦出現(xiàn)破損，其修復難度大，恢復時間長，影響機場的正常使用，嚴重時還會影響飛行安全。為此，嚴把施工質(zhì)量關(guān)，采取有效措施杜絕或減少水泥混凝土道面質(zhì)量問題的發(fā)生，建成高標準、高質(zhì)量的機場，是解決問題的根本所在。根據(jù)我們多年的施工經(jīng)驗，當今水泥混凝土道面施工中常常會發(fā)生的質(zhì)量問題有：道面板掉邊掉角；道面板表面裂紋；道面板斷裂；蜂窩、麻面、脫皮等。

問題一：混凝土板掉邊掉角。

現(xiàn)象：混凝土道面板板邊出現(xiàn)局部破損，邊角出現(xiàn)開裂、脫落等現(xiàn)象。

原因分析：①切縫時間過早，產(chǎn)生“打邊”現(xiàn)象；②邊角振搗不實，強度不足，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拆模過早，拆模時用力過猛保護不利，將邊角破壞；⑥填倉過早，將混凝土先筑板邊角損壞；⑦碎石光滑面多，與表層的砂漿粘結(jié)力不夠；⑧成品保護不到位，機械、車輛將邊角損壞；⑨邊角養(yǎng)護不到位，產(chǎn)生漏養(yǎng)現(xiàn)象，致使邊角混凝土強度不足；⑩做面時無專人負責邊角壓面，造成板邊角不密實；?模板支固不牢產(chǎn)生跑模現(xiàn)象，致使混凝土板寬度不夠，產(chǎn)生“雙眼皮”的現(xiàn)象。

預防措施：①掌握好切縫時機，如因模板不能切到位，應(yīng)在拆模后及時補切。②振搗時邊角部位應(yīng)用手提式振搗棒專人負責補振；③混凝土拌合料在攪拌、運輸、攤鋪過程中應(yīng)防止拌合料離析；④拆除混凝土模板應(yīng)根據(jù)氣溫變化，掌握好拆模時機，杜絕強拉硬撬；⑤填倉施工應(yīng)在先筑板期齡達到3 d后，方可進行；⑥嚴格控制碎石加工質(zhì)量，特別是用礫石破碎而成的碎石要保證有三個以上的破碎面；⑦混凝土在養(yǎng)護期內(nèi)應(yīng)派專人值守，負責成品保護管理；⑧混凝土板面和側(cè)面應(yīng)用土工布完全覆蓋，并保持濕潤；⑨邊角部位作面時應(yīng)著重處理，保證邊角部位密實；⑩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。

問題二：表面裂紋。

現(xiàn)象：因施工過程中的不利因素，混凝土表面產(chǎn)生塑性裂紋、龜裂、網(wǎng)狀裂紋等。

原因分析：①施工時突然刮大風；②土工布覆蓋養(yǎng)生不及時；③氣溫過高或蒸發(fā)過快導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網(wǎng)狀裂紋。

預防措施：①若施工時突遇刮風，來不及做面，應(yīng)設(shè)置防風屏障，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，觀察混凝土強度上升情況，及時灑水養(yǎng)生。③盡量避免高溫、高熱天氣進行混凝土澆筑。④每次混凝土開盤前應(yīng)準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嚴格控制攤鋪料的虛高，盡量避免多次挖填拌合料。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度上升情況，準確掌握第一次混凝土上水養(yǎng)生時間。⑧對每批次進場的水泥應(yīng)進行各項指標檢測，并檢查水泥溫度，待檢合格后方可投入使用。

問題三：斷板。

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。

原因分析：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。

預防措施：①及時切縫。上午連續(xù)鋪筑的混凝土，在施工氣溫較高時，應(yīng)在當天晚上最低氣溫到來之前，將假縫切完。如來不及切完，應(yīng)每隔2～3塊板切一刀提前斷開，減少混凝土收縮間距。②采用軟切縫技術(shù)，即在混凝土抗壓強度5～10 MPa時開始切縫，深度3～4 cm，每隔15～20 m切一條縫。③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。因為夜間氣溫低，直到第二天下午切縫之前的20 h內(nèi)，氣溫處于上升階段，不會因收縮產(chǎn)生混凝土板塊斷裂。④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。⑤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。⑥嚴格控制水灰比，保證混合料拌合均勻。

問題四：蜂窩、麻面、脫皮。

現(xiàn)象：混凝土拆模后側(cè)面局部出現(xiàn)蜂窩狀；混凝土表面出現(xiàn)麻點、脫皮、孔洞。

原因分析：①混合料水灰比偏小、和易性差，無法振搗密實。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。

預防措施：①混合料要拌和均勻，對水灰比偏小、和易性差或已經(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，不能漏振。④模板拼接緊密，底部堵塞嚴密。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，嚴格控制養(yǎng)生時間。⑥嚴格控制混凝土用砂級配、含泥量的指標。有抗凍要求時含量不得大于1.5 %。⑦卵石破碎要嚴格控制卵石粒徑，不得小于10 cm，保證破碎面在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等指標是否符合要求，不得隨意更改配合比外加劑摻量。⑨嚴格控制原材料雜質(zhì)含量。

2 保證機場水泥混凝土道面施工質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 嚴把混凝土原材料質(zhì)量關(guān)

2.1.1 水泥

第一，道面水泥混凝土應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小、耐磨性強、抗凍性好、含堿量低（Na2O＋0.658K2O含量不得大于0.6 %）以及標號不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥），當有條件時首選 II型硅酸鹽水泥（代號為 P.II）。其物理性能和化學成分應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準或規(guī)定。

第二，水泥應(yīng)選用旋窯生產(chǎn)的硅酸鹽水泥、不宜選用快硬、早強“R”型水泥。水泥混凝土面層設(shè)計28抗折強度為5.0 MPa時，所選水泥實測28 d抗折強度宜大于7.5 MPa。

第三，水泥進場時，必須附有產(chǎn)品合格證明書。對其品種、標號、包裝、數(shù)量、出廠日期等應(yīng)進行檢查，并應(yīng)對每一個料源或同一料源每進場100－2000T時進行一次抽樣試驗，不合格者不準使用。

第四，不同標號、品種、廠牌的水泥，應(yīng)分別貯存、堆放、不得混合使用。

第五，采用散裝水泥時，運輸散裝水泥的罐車及儲存罐應(yīng)專罐專用，不同品種、廠牌、標號的水泥不得混裝。如需運輸或貯存另一種水泥時，必須將原罐內(nèi)殘留水泥清除干凈，防止發(fā)生質(zhì)量事故。

第六，采用袋裝水泥時，水泥庫應(yīng)設(shè)在地勢較高，四周排水良好的位置。庫底應(yīng)鋪墊厚度不小于30 cm的碎石、上墊一氈（庫內(nèi)可抹3 cm砂面），保持水泥干燥不受潮。

第七，出廠期超過3個月或受潮的水泥，必須經(jīng)過檢驗、合格者方可使用，混有雜物質(zhì)或已結(jié)塊變質(zhì)的水泥不得使用。

第八，散裝水泥運到工地后應(yīng)進行溫度抽測，使用時的溫度不宜超過30 ℃，超過30℃的水泥不宜使用，待降溫到30℃以下后再用。

第九，機場道面所用水泥比表面積不宜大于400 m2/kg，以350～380 m2/kg為宜。

第十，初凝和終凝時間。水泥的初凝時間越短，不但不利于施工，而且發(fā)生假凝和裂縫的可能性越大。初凝和終凝時間過長，發(fā)生泌水的可能性變大。一般初凝時間控制在1 h左右，終凝時間控制在3.5 h左右為宜。

2.1.2 粗骨料

第一，碎石的強度，可用巖石立方體強度和壓碎值指標兩種方法表示。在選擇采石場或?qū)κ掀焚|(zhì)有爭議時，宜用巖立方體強度檢驗，對經(jīng)常性的生產(chǎn)質(zhì)量控制，可用壓碎指標值檢驗，碎石的壓碎指標值應(yīng)符合規(guī)范之規(guī)定。

第二，碎石的級配，一般采用符合下表中5～20 mm及20～40 mm兩種級配碎石配成，并符合該表中5～40 mm的級配要求，但在配制混凝土時還應(yīng)按兩級碎石的配合比例分別計量。

第三，碎石應(yīng)質(zhì)地堅硬均勻，針片狀顆粒含量按質(zhì)量計不大于15%。

第四，硫化物及硫酸鹽（算成SO3）量按質(zhì)量計不大于1 %。

第五，泥土含量（沖洗法）按質(zhì)量計不大于1 %。

第六，碎石中不得含有蛋白石、玉髓、鱗石英等活性二氧化硅物質(zhì)和石灰塊、土塊、樹皮、草根等雜物。

第七，堅固性：用硫酸鈉溶液法檢驗。試樣經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失：嚴寒地區(qū)不應(yīng)大于3 %；其他地區(qū)不應(yīng)大于5 %。

2.1.3 砂

第一，應(yīng)選用潔凈、堅硬的中粗砂，細度模數(shù)宜在 2.65～3.2之間，其顆粒級配應(yīng)符合下表要求。

第二，砂中因無定形二氧化硅而可能引起堿集料反應(yīng)時，應(yīng)進行專門試驗，以確定其是否可用。

第三，砂的堅固性，用硫酸鈉溶液法檢驗，試樣經(jīng)5次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不大于10 %，在嚴寒及寒冷地區(qū)其質(zhì)量損失不應(yīng)大于8 %。

第四，不同規(guī)格的砂，應(yīng)分開堆放，分別使用。

第五，當無法就地取得中粗砂時，經(jīng)主管部門批準，也可采用含泥量小于2 %的細砂，但配制混凝土時應(yīng)采取減少砂率、適當增加水泥用量、加強初期養(yǎng)護等技術(shù)措施。

第六，施工中，對于料源不同的砂或同一料源的砂，每進場2 000～3 000 m3時，均應(yīng)分別進行抽樣試驗，不合格者不得使用，或經(jīng)技術(shù)處理，鑒定合格后方可使用。

第七，工程所在地出現(xiàn)過水泥混凝土腐蝕現(xiàn)象，其混凝土用砂應(yīng)進行堿活性檢驗。當測定有活性二氧化硅和活性碳酸鹽成份時，不得使用。

2.1.4 水

符合國家標準飲用水均可用于混凝土配制和養(yǎng)護。使用非飲用水時，應(yīng)按規(guī)范要求進行水質(zhì)檢驗，合格后方可使用。

2.2 注重混凝土配合比設(shè)計工作

2.2.1 配合比設(shè)計的目的和原則

配合比設(shè)計的任務(wù)，就是將各種原材料合理地加以配合，使所得的混凝土能滿足強度、耐久性、和易性等技術(shù)要求，并盡量節(jié)約水泥，以降低工程造價。它是混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一。

配合比設(shè)計的原則是：所得到的混凝土配合比能夠滿足各項指標、水泥用量少、用水量小、砂率適宜、工作性好和經(jīng)濟實用的要求。

2.2.2 配合比設(shè)計

根據(jù)設(shè)計要求，通過試驗、試配，合理選用原材料和各種材料用量之間的比例關(guān)系，并進行多方案比選和優(yōu)化設(shè)計，最終確定出滿足技術(shù)、經(jīng)濟和施工要求的混凝土配合比方案。配合比設(shè)計應(yīng)根據(jù)水灰比與強度關(guān)系曲線及經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行計算和試配確定，水泥混凝土道面面層強度應(yīng)以28 d齡期的抗折強度為標準。從安全角度考慮，施工配合比的試配強度較混凝土標準設(shè)計強度應(yīng)提高到1.15倍。確定水泥用量、水灰比、砂率后，采取絕對體積法計算砂、石用量，經(jīng)試配，確定出混凝土的理論配合比。在施工現(xiàn)場對理論配合比進行驗證，最終確定出符合各項指標且滿足施工要求的現(xiàn)場配合比。

2.2.3 配合比設(shè)計應(yīng)該注意的問題

第一，根據(jù)工程實際，確定使用何種混凝土，干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土還是大流動性混凝土。機場道面混凝土適用干硬性和半干硬性混凝土，機場道面砼不宜采用塑性混凝土，禁用大流動混凝土。維勃稠度控制在15～30 s內(nèi)，坍落度控制在1 cm以內(nèi)。

第二，單方混凝土容重?；炷寥葜乜刂圃? 430～2 480 kg/m3之間（塑性和大流動性混凝土容重在2 380～2 450 kg/m3之間）。做配合比時取最大值還是取最小值，以粗骨料的視比重確定。

第三，膠凝材料用量?；炷了嘤昧吭?300～330 kg/m3之間，配制時以300 kg、310 kg、315 kg、320 kg、325 kg、330 kg幾個計量通過平行試驗確定最佳水泥用量。在滿足強度要求的條件下選用水泥用量少的配合比方案。

第四，骨料用量。干硬性混凝土粗骨料用量在1 380～1 450 kg/m3之間，半干硬性混凝土粗骨料用量在1 330～1 380 kg/m3之間。按照絕對體積法和最大密實度進行確定。

第五，砂率及水灰比。機場道面混凝土砂的細度模數(shù)小于2.6時砂率取26 %～27 %，砂的細度模數(shù)在2.6～3.0之間砂率取28 %～29 %，砂的細度模數(shù)在3.0～3.5之間砂率取30 %～35 %。當混凝土有抗凍要求時，適當增加砂率以改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗?jié)B性。

水灰比直接影響混凝土的強度、密度及和易性。水灰比的大小與混凝土強度成反比，即水灰比增大，混凝土強度降低。根據(jù)我們多年的施工經(jīng)驗，水灰比的選用一般≯0.43，冰凍地區(qū)≯0.40。

2.3 外加劑的選擇與使用

外加劑作為混凝土的第5組分，所占比重很小，但是對混凝土的性能卻是影響很大，能夠明顯提高混凝土的坍落度、調(diào)節(jié)凝結(jié)時間，從而改善混凝土施工性能或節(jié)約成本。常用的外加劑有減水劑、早強劑、緩凝劑和引氣劑以及復合型外加劑。機場道面混凝土常用的外加劑為引氣型高效減水劑。最新一代外加劑為聚羧酸系列外加劑。

2.3.1 外加劑品種的選用

應(yīng)根據(jù)使用外加劑的主要目的（如改善和易性、增加耐久性、提高早期強度、節(jié)約水泥等），通過經(jīng)濟技術(shù)比較和混凝土配合比設(shè)計最終確定。

2.3.2 外加劑摻量確定

外加劑摻量應(yīng)根據(jù)設(shè)計和使用要求、施工條件、氣溫、材料等因素通過試驗確定。摻量過小，往往達不到預期效果；摻量過大，則會影響混凝土質(zhì)量，甚至造成質(zhì)量事故。

2.3.3 使用注意事項

在混凝土中摻用外加劑，若選擇或使用不當，不但對水泥工作性能改善不明顯、混凝土坍落度損失過大或混凝土過于快凝，甚至造成混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件更易出現(xiàn)裂縫，以致造成質(zhì)量事故，為此，應(yīng)注意以下幾點：①選用的外加劑，必須有產(chǎn)品合格證。凡無合格證，技術(shù)文件不全，包裝不合格，產(chǎn)品受潮變硬，以及超過有效期限者，不得使用；②外加劑應(yīng)貯存在固定場所，以便檢查和提??；③配制和投入外加劑的人員，應(yīng)經(jīng)過專門培訓，并要制定操作規(guī)程；④外加劑的摻量必須嚴格控制，摻配后應(yīng)攪拌均勻；⑤摻用外加劑的道面混凝土混合料攪拌、振搗、養(yǎng)護、拆模的時間應(yīng)比普通混凝土適當延長，使用早強劑時，拆模時間可縮短，尤其應(yīng)注意初期養(yǎng)護。

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