機場地面混凝土鼓脹原因及處理措施

王惠玲 黃 華 姜 輝（甘肅土木工程科學研究院，甘肅 蘭州 730020）

1 工程概況

混凝土主體結構為二層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架，局部設一層地下室，一層局部夾層，夾層樓板不連續(xù)。地面施工工藝：三七灰土墊層，厚度不等，基槽部位1米到2米，地下室周邊8米，房心部位0.3米到0.5米；上層為10cm素混凝土。三七灰土墊層和素混凝土施工日期：2013年5～6月。大概9月開始，地面出現(xiàn)大面積鼓脹，最大鼓脹高度約8厘米，局部有裂縫。

2 檢測內容

2.1 灰土墊層原材料檢驗

2.1.1 素土

表1 素土檢驗結果

2.1.2 石灰

表2 石灰檢驗結果

依據(jù)《建筑消石灰粉》JC/T481-2013[1]，該石灰的(CaO+MgO)含量和SO3含量均不符合規(guī)范要求，(CaO+MgO)含量低于標準要求，而SO3含量高于標準要求5倍左右。

2.1.3 三七灰土（取自膨脹部位）

表3 三七灰土（取自膨脹部位）檢驗結果

2.1.4 三七灰土（取自未發(fā)生膨脹部位）

表4 三七灰土(取自未發(fā)生膨脹部位)檢驗結果

2.2 現(xiàn)場調查情況

1）石灰進入施工現(xiàn)場后未消解、未過5mm篩、直接拌合使用；

2）石灰和素土的體積計量不準確，采用估計方法；

3）三七灰土采用人工拌合，不均勻；

4）三七灰土墊層膨脹嚴重的部位，7～8月下雨時有雨水滲入；

5）開挖三七灰土墊層時，有凍結現(xiàn)象。

3 地面鼓脹原因分析

3.1 生石灰消化引起的體積膨脹。石灰進入施工現(xiàn)場后未進行消解、未過5mm篩，和土大致3：7體積比加水攪拌后直接使用。三七灰土拌合時加水量達到最優(yōu)含水率，其中的生石灰大量在碾壓后很快水化，這部分灰土墊層不膨脹或只有微膨脹；三七灰土拌合時加水量未達到最優(yōu)含水率的，其中的生石灰（包括過燒生石灰）碾壓后遇水消解膨脹，生石灰水化[2]體積會膨脹1～2.5倍，膨脹的快慢以及膨脹量和未消化的生石灰以及過少生石灰的量有關，正常未消解生石灰遇水立即膨脹，過燒生石灰膨脹十分緩慢。地面周邊和伸縮縫進水區(qū)域屬于這種膨脹引起。試驗結果也是膨脹區(qū)域含水率高（17.1%），未膨脹區(qū)域含水率低（10.5%）。

3.2 三七灰土中土中的SO42-與消石灰Ca(OH)2反應生成CaSO4·2H2O（石膏），體積膨脹，致使混凝土地面鼓脹。三七灰土化驗分析結果表明灰土膨脹部位Ca2+含量是未膨脹部位的3倍左右，同時有較高的SO42-和含水率。

3.3 進水部位近期有膨脹增加現(xiàn)象。在現(xiàn)場開挖灰土墊層時發(fā)現(xiàn)灰土墊層有凍結現(xiàn)象，凍結膨脹也會使混凝土地面鼓脹。

4 處理措施

1）鏟除臌脹較大部位的混凝土層和300mm三七灰土墊層；

2）在混凝土墊層下回填300mm砂加石；

3）在混凝土墊層上做一層防水。