淺析機(jī)場水泥混凝土道面的裂縫問題

【摘要】機(jī)場水泥混凝土道面的裂縫問題是對機(jī)場跑道道面使用性能危害最大的因素之一，本文從機(jī)場水泥混凝土道面影響因素及如何控制等方面進(jìn)行論述，為在機(jī)場水泥混凝土道面裂縫的控制提供參考。

【關(guān)鍵詞】水泥混凝土；道面；裂縫

當(dāng)前，我國機(jī)場主要采用水泥混凝土道面。近二十年，水泥混凝土道面的裂縫問題越來越突出，甚至有些道面內(nèi)加入鋼筋網(wǎng)也不能避免，對飛機(jī)的飛行安全造成很大的隱患，嚴(yán)重影響機(jī)場道面的使用壽命和品質(zhì)，加強(qiáng)對此問題的控制，顯得尤為重要。

1、影響裂縫產(chǎn)生的因素

1.1 影響塑性裂縫產(chǎn)生的因素

從塑性裂縫的定義可以看出，造成機(jī)場水泥混凝土道面塑性裂縫產(chǎn)生的主要原因一是失水過快；二是混凝土生成的強(qiáng)度不足以低抗失水產(chǎn)生的收縮應(yīng)力；三是對混凝土初凝前產(chǎn)生的塑性裂縫處理不及時(shí)。其影響因素主要有：水泥熟料中的C3A、C3S過高，尤其是C3A過高不僅水化熱大，而且生成的強(qiáng)度還不高，自收縮還比較大；水泥過細(xì)或水泥用量相對過大，造成水化熱過大，自收縮增大；水灰比相對過小，造成表層毛細(xì)孔中的自由水相對較少；施工現(xiàn)場的溫度過高、風(fēng)速過快或者空氣相對濕度較低造成表層水分蒸發(fā)過快；混凝土道面養(yǎng)生不及時(shí)，造成道面板混凝土表層水分持續(xù)蒸發(fā)；水泥的顆粒級配不合理，水泥中的礦物摻合料不合理，導(dǎo)致表層混凝土強(qiáng)度過低；混凝土的粗細(xì)骨料級配不合理或者混凝土振搗不密實(shí)，導(dǎo)致混凝土整體收縮過大，強(qiáng)度偏低；水灰比過大，造成混凝土表面的抗拉能力降低；混凝土振搗、提漿、整平完成后表面的水泥漿過厚，水泥漿收縮過大等。

1.2 影響溫縮裂縫產(chǎn)生的因素

由于機(jī)場水泥混凝土不屬于大體積混凝土，產(chǎn)生溫縮裂縫的主要原因一是道面板內(nèi)溫度驟變；二是整塊道面板不能自由的伸縮；三是混凝土道面板的強(qiáng)度不足。其影響因素主要有：混凝土的入模溫度過高，天氣急劇變化，或者在還沒有切縫時(shí)過早進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致混凝土道面板溫度驟變；基層表面不平整造成對道面板底部的約束；脹縫板設(shè)置不合理，造成道面板伸縮受阻；混凝土單倉澆筑過長，道面板切縫深度不足或切縫不及時(shí)；道面板分倉不合理，板塊過大或者產(chǎn)生銳角造成應(yīng)力集中；水泥細(xì)度過細(xì)或者堿含量過高，水泥中的硫酸鹽含量相對C3A較低，造成混凝土板的開裂溫度較高，混凝土較脆；混凝土中骨料的強(qiáng)度較低或骨料與膠凝材料的粘結(jié)強(qiáng)度較低；混凝土振搗不密實(shí)、養(yǎng)生期混凝土養(yǎng)生不到位，或者混凝土水灰比過大，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部水分散失后空隙較多，影響混凝土強(qiáng)度等。

1.3 影響干燥裂縫產(chǎn)生的因素

T.C.Powers（1966年）發(fā)現(xiàn)混凝土固體的最高含量為72%，其余28%則充滿水，或者是失水后的空隙。當(dāng)相對濕度低于80%時(shí)，水化水泥漿中這28%的水會(huì)慢慢失去。楊文科高工認(rèn)為只有在混凝土道面板受熱時(shí)，混凝土內(nèi)的結(jié)合水才會(huì)失去。從這方面理解，干燥裂縫產(chǎn)生的主要原因就是混凝土道面板養(yǎng)生完成后的氣候干燥、道面板受熱以及道面板表層的強(qiáng)度不足。其影響因素主要有：氣候環(huán)境方面的濕度過低、溫度過高、風(fēng)速過大造成混凝土中水分子運(yùn)動(dòng)速度加快，發(fā)生干燥裂縫；混凝土本身方面的水泥過細(xì)、摻合料過多、鋁酸鹽含量過高、水泥或者外加劑中的堿含量過大、水灰比過大、骨料最大粒徑偏小、含泥量多等降低混凝土的抗收縮能力；施工過程中的道面板表層漿體過厚，產(chǎn)生收縮的力量就越大，也越容易產(chǎn)生干燥裂縫。

2、機(jī)場水泥混凝土道面裂縫的控制

有時(shí)道面板上也可能會(huì)出現(xiàn)好幾種裂縫，裂縫的產(chǎn)生也可能為其中一種或幾種因素共同影響，對于受力裂縫的控制重點(diǎn)就是在進(jìn)行機(jī)場道面板設(shè)計(jì)和施工時(shí)，保證道面板的抗折強(qiáng)度、厚度、分倉等，并考慮主飛機(jī)型以及特情時(shí)道面的承載力，適當(dāng)預(yù)留未來發(fā)展的需要，以保證滿足所用飛機(jī)的使用要求。對于非直接受力產(chǎn)生的間接裂縫的控制，除嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行原材料選擇和檢測檢驗(yàn)，按照“五把關(guān)”、“十要領(lǐng)”，即“支模關(guān)、配比關(guān)、振搗關(guān)、做面關(guān)、養(yǎng)護(hù)關(guān)”，“配比要準(zhǔn)、攪拌要?jiǎng)?、運(yùn)輸要穩(wěn)、振搗要實(shí)、攤鋪要快、夯拖要平、提漿要稠、抹面要細(xì)、做縫要直、養(yǎng)護(hù)要勤”和規(guī)范中的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工過程控制外，還特別注意以下幾個(gè)方面：

（1）選擇水泥時(shí)，必須要控制水泥的細(xì)度、C3A、C3S含量、礦物摻合料、助磨劑和堿含量，適當(dāng)提高水泥中的C2S含量，確保水泥顆粒級配合理，以提高混凝土的自愈能力。在目前是水泥賣方市場的情況下，有條件時(shí)盡可能選擇道路硅酸鹽水泥。

（2）進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在保證混凝土強(qiáng)度時(shí)盡可能的降低水泥相對用量，合理確定水灰比。進(jìn)行混凝土道面試驗(yàn)段施工時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場氣候，做好加減水的量化統(tǒng)計(jì)，為大面積混凝土施工提供水灰比控制數(shù)據(jù)支撐。選擇外加劑時(shí)要進(jìn)行適配性試驗(yàn)，混凝土粗細(xì)骨料級配要合理。

（3）混凝土道面施工前一定要對基層進(jìn)行灑水濕潤，避免基層吸水。

（4）出現(xiàn)塑性裂縫時(shí)，采用木抹子和鐵抹子多次抹面進(jìn)行消除，或用抹面機(jī)進(jìn)行處理。有條件時(shí)在道面混凝土中摻加聚丙烯或者聚酯纖維，可以在一定條件下避免塑性裂縫。

（5）混凝土道面板拉完毛后，在表面不粘手時(shí)一定要用土工布進(jìn)行覆蓋，防止水分過快蒸發(fā)產(chǎn)生塑性裂縫。

（6）只要不打邊，能盡早切縫就盡早切縫，最遲不得晚于水泥水化熱的最高峰，一般水泥混凝土開始攪拌36h。

（7）養(yǎng)生一定要及時(shí)到位，根據(jù)美國人研究的觀點(diǎn)，如果水泥較細(xì)長時(shí)間的養(yǎng)護(hù)反而使混凝土較脆并易開裂。

（8）摻加緩凝劑有時(shí)也是解決塑性裂縫的一種方法。

結(jié)語：

本文從以上三個(gè)方面對機(jī)場水泥混凝土道面裂縫問題進(jìn)行初步闡述，在實(shí)際水泥混凝土道面施工中，需要參建各方高度重視道面板裂縫的控制，尤其是非受力間接裂縫的控制，合理規(guī)避施工過程中不利因素的影響，盡可能的將裂縫帶來的危害降到最低。

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