機場水泥混凝土道面常見通病及施工措施

劉海濱

（中鐵十九局集團第二工程有限公司，遼寧沈陽 111000）

0 引言

機場道面與飛機的起降穩(wěn)定性有直接關(guān)聯(lián)，在此背景下針對機場道面展開檢修保養(yǎng)工作極具必要性。從實際情況來看，檢修不及時的問題普遍存在，隨之引發(fā)道面質(zhì)量問題，不利于飛機的順利起降?；诖?，需從機場道面的質(zhì)量問題入手，明確其原因并提出可行解決措施，給機場道面整體性能提供保障。

1 機場道面混凝土質(zhì)量通病

1.1 干縮與溫度應力

（1）常見有道面局部破損、開裂等病害[1]。

（2）道面存在不同程度裂縫現(xiàn)象，具體如圖1 所示。

（3）水泥混凝土道面板斷板。具體表現(xiàn)為縱向連續(xù)鋪筑施工作業(yè)時，形成大量與橫向縮縫相平行的裂縫，均表現(xiàn)為波紋狀。

（4）水泥混凝土道面板蜂窩、麻面、脫皮。經(jīng)混凝土拆模作業(yè)后，結(jié)構(gòu)的側(cè)面出現(xiàn)不同程度的蜂窩、麻面以及脫皮現(xiàn)象。

圖1 道面裂紋

1.2 凍融

混凝土工程中常伴隨有凍融現(xiàn)象，主要與物理作用有關(guān)，具體體現(xiàn)在干濕變化、凍融變化等多個層面[2]。混凝土出現(xiàn)凍融剝蝕主要受到混凝土空隙水的影響，由于干濕交替與凍融循環(huán)的持續(xù)性作用，產(chǎn)生冰漲壓力與滲透壓力，伴隨明顯的疲勞應力，混凝土的剝蝕現(xiàn)象深入至結(jié)構(gòu)內(nèi)部，整體強度隨之下降。在多次凍融循環(huán)后，明顯提升損傷程度，產(chǎn)生大量相互連通的裂縫，經(jīng)一段時間后混凝土的強度幾乎處于完全喪失的狀態(tài)。

1.3 化學腐蝕

煙囪會向外界排放SO2，與氧氣混合后發(fā)生氧化反應并形成SO3，致使混凝土出現(xiàn)化學侵蝕現(xiàn)象，由于混凝土材料中含有一定量的Ca（OH）2，因此二者反應后將產(chǎn)生Ca（SO）4，表現(xiàn)出體積膨脹現(xiàn)象。隨后，Ca（SO）4將與C3A（存在于混凝土材料中）產(chǎn)生大量硫鋁酸鈣，再次出現(xiàn)了體積膨脹現(xiàn)象，經(jīng)上述多次作用，混凝土脹裂現(xiàn)象異常明顯。

煙囪不斷向外排放氣體，在此情況下將明顯提升外界CO2的濃度，因此會導致塔身碳化現(xiàn)象，表現(xiàn)出不斷被侵蝕的問題；若現(xiàn)場濕度較大，混凝土經(jīng)過收縮后還將進一步發(fā)生開裂。

基于上述提及的化學侵蝕與碳化現(xiàn)象，在多重作用下使得鋼筋表層鈍化膜遭到不良影響，出現(xiàn)鋼筋銹蝕、體積膨脹等問題，產(chǎn)生的應力破壞混凝土保護層完整性，形成大量順筋裂縫，最后致使保護層崩落[3]。

2 產(chǎn)生原因

2.1 干縮與溫度應力的原因

（1）道面板表面裂縫。①施工環(huán)境復雜，在大風天氣下施工作業(yè)；②養(yǎng)生作業(yè)不到位；③現(xiàn)場溫度過高，致使混凝土表面出現(xiàn)明顯失水現(xiàn)象，隨之形成網(wǎng)狀收縮裂紋；④所用混合料性能欠佳，諸如水灰比偏大，在此情況下也易出現(xiàn)收縮裂縫；⑤攤鋪不到位，未滿足均勻性的要求，部分集料過于集中，后續(xù)無法達到均勻收縮狀態(tài)，隨之形成裂紋；⑥結(jié)束拉毛作業(yè)后，部分區(qū)域的混凝土發(fā)生泌水現(xiàn)象，聚集后形成水囊；⑦澆筑之后的養(yǎng)生上水不及時，結(jié)構(gòu)表面干裂。

（2）道面板斷板。①鋪筑施工時缺乏連續(xù)性，未及時切縫，后續(xù)混凝土凝結(jié)過程中伴隨明顯的收縮斷裂現(xiàn)象。②混凝土鋪筑過程中，因特殊情況出現(xiàn)較長中斷時間，再次施工時未做好接頭部分的處理，產(chǎn)生不均勻收縮斷裂現(xiàn)象。③相同斷面所用材料性能存在差異，形成不均勻收縮斷裂現(xiàn)象。④填倉鋪筑施工時，優(yōu)先對假縫斷通處澆筑施工，由于混凝土材料存在收縮位移現(xiàn)象，直接對新鋪筑混凝土造成影響，該處存在明顯拉應力，最終出現(xiàn)斷裂。

（3）道面板蜂窩、麻面、脫皮。①施工所用混合料的水灰比未達到設計要求，不具備優(yōu)良和易性，經(jīng)振搗作業(yè)后密實性不足；②粗骨料未得到充分攪拌，過度集中在某一區(qū)域；③模板嚴密性不足，引發(fā)漏漿；④混凝土硬化階段現(xiàn)場環(huán)境較差，被雨水持續(xù)淋沖；⑤原材料中砂子級配不達標，拉毛時易出現(xiàn)“砂眼”現(xiàn)象；⑥含泥量明顯偏高，處于冬季低溫環(huán)境時易出現(xiàn)麻面與脫皮現(xiàn)象。

2.2 凍融的原因

①施工中提前切縫，從而引發(fā)打邊現(xiàn)象；②振搗作業(yè)不到位，邊角處強度不達標，后續(xù)出現(xiàn)不同程度脫落；③材料均勻性不足，漿體用量偏少，隨之形成孔洞；④切割不到位，致使混凝土板出現(xiàn)“藕斷絲連”現(xiàn)象，伴隨混凝土的持續(xù)收縮，致使邊角處被拉斷；⑤拆模時間不當，工藝方法不合理，致使邊角處遭到破壞。

2.3 化學腐蝕原因

根據(jù)混凝土道面的基本特性，易出現(xiàn)化學腐蝕現(xiàn)象，具體與堿集骨料反應（ARR）有關(guān)，為全面避免這一現(xiàn)象，最為根本的途徑便是控制堿集骨料反應。從外觀的角度來看，主要會在混凝土表層形成裂縫。裂縫在各處都有分布，總體上較為均勻，且有白色堿性硅酸鹽凝膠滲出，經(jīng)現(xiàn)場鉆芯取樣檢測得知，集料周邊存在反應邊，部分情況下集料存在明顯潰爛。AAR 帶來的破壞往往要經(jīng)歷較長的時間，根據(jù)工程經(jīng)驗得知，自竣工后3～5 年開始逐步顯現(xiàn)，且所處環(huán)境的不同所產(chǎn)生的破壞也存在明顯區(qū)別。

發(fā)生堿集骨料反應的基本條件有3 點：①混凝土表現(xiàn)出一定的堿活性；②所用的骨料中有部分堿集料；③現(xiàn)場具有足夠的濕度。在具備上述三項條件后，混凝土則會出現(xiàn)堿集骨料反應。

2.4 其他原因

振搗設備的老化是建筑工程施工中常見問題，許多企業(yè)不重視振搗過程，認為振搗設備只要能運轉(zhuǎn)就行，不需要對振搗設備進行更換，導致設備不符合施工要求。低頻振器和軟軸式抓動棒在我國的建筑工地上十分常見，而這兩者的頻率不足以將混凝土中的氣泡全部排出，容易使混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象，影響混凝土的強度，導致其不能達到規(guī)范標準。

3 防范措施

3.1 干縮與溫度應力解決措施

（1）掉邊掉角解決措施：①選擇合適的切縫時間；②注重對邊角處的振搗處理，要求補振；③拆模作業(yè)時充分考慮現(xiàn)場氣溫情況，選擇合適的拆模時機，不可出現(xiàn)強制硬撬現(xiàn)象；④先筑板期齡達3 d，在此基礎上方可展開填倉施工作業(yè)；⑤選擇合適的原材料，做好碎石加工作業(yè)。

（2）表面裂縫措施：①遇到大風施工天氣時，需增設防風屏障，條件允許時可利用塑料薄膜覆蓋混凝土，此舉可避免過度失水現(xiàn)象；②通過手指輕壓的方式分析混凝土狀態(tài)，若不存在痕跡，便可隨即覆蓋土工布；③混凝土澆筑對溫度提出較高要求，不可在高溫環(huán)境中作業(yè)；④做好混凝土開盤前的準備工作，后續(xù)施工中不可隨意調(diào)整工藝參數(shù)；⑤注重材料拌和的均勻性。

（3）道面板斷板措施：①引入可行的軟切縫技術(shù)，選擇合適的切縫時機，主要考慮混凝土抗壓強度，該值介于5～10 MPa 時便可滿足切縫要求；②若施工現(xiàn)場溫度過高或變動幅度較大，在條件允許的情況下需盡可能避開高溫作業(yè)；③鋪筑填倉施工時需注重工藝順序，首先處理混凝土假縫斷通處，需要設置兩層油氈以達到隔離的效果，注重對水灰比的控制，所用混凝土材料需經(jīng)過充分的攪拌；④若施工中出現(xiàn)突發(fā)情況而被迫中斷施工，需做好對接縫的處理工作，于該處設置施工縫。

（4）道面板蜂窩、麻面、脫皮防范措施：①混合料拌和時需具備足夠均勻性，和易性欠佳的材料不允許投入施工作業(yè)；②攤鋪施工中各處都要足夠均勻；③提升混凝土振搗質(zhì)量，不可出現(xiàn)漏振現(xiàn)象；④各模板拼接足夠緊密；⑤對施工現(xiàn)場采取防護措施，諸如搭設防雨棚，同時要選擇合適的養(yǎng)生時間。

3.2 凍融破壞及防范措施

若要避免道面凍融破壞現(xiàn)象，就必須選擇合適的混凝土材料，要求其抗凍性應足夠良好，主要可從如下3 個方面入手：①選擇具有優(yōu)良抗凍性的集料，應滿足堅實、潔凈等要求。②選擇合適的水泥材料，較為可行的有硅酸鹽水泥。根據(jù)現(xiàn)場施工條件，若采取的是早強水泥，其對應初凝時間以1 h 為宜，終凝約3.5 h。注重對散裝水泥的存放，現(xiàn)場溫度必須在30 ℃以內(nèi)。③為提升混凝土整體性能，允許使用外加劑，若混凝土工作環(huán)境以潮濕型為主，可在混凝土拌制過程中摻入適量引氣劑，具體用量為（4～6）%。

3.3 化學腐蝕破壞及防范措施

①準確認知堿集骨料的基本特點，明確其實際破壞能力，對這一現(xiàn)象采取預防措施，注重對各環(huán)節(jié)施工作業(yè)的控制；②圍繞機場道面周邊環(huán)境做全面的調(diào)查，主要考慮的是運營時間達5年的水泥混凝土工程，分析在歷史階段內(nèi)是否出現(xiàn)堿集料反應，并準確尋找原因；③選擇合適的材料，考慮到機場道面的使用要求，水泥含氧化鈉量需得到合理控制，不可大于0.6%，且要以合理的方式使用高堿外加劑，以免對混泥土質(zhì)量造成不良影響。

3.4 其他解決措施

引進先進的振搗設備。與國內(nèi)相比，國外的振搗技術(shù)比較先進，設備更新比較快，能充分滿足振搗要求，因此可以通過引進國外的先進設備運用到實際施工中，從而提高混凝土的振搗質(zhì)量。重點引進高頻化振搗器，高頻化振搗器頻率高，使用壽命長，不容易損壞，能夠多次對混凝土進行振搗，使引氣劑更好地發(fā)揮作用，消除氣泡，使混凝土更加密實，進而提高混凝土的強度。

4 結(jié)束語

在多方面因素共同作用下，機場水泥混凝土道面易出現(xiàn)各類病害。對此，需要注重建造施工質(zhì)量，各環(huán)節(jié)采取合適的工藝措施，深入分析病害的基本成因，最大程度上減少道面病害。實際施工中，各參與者都要嚴格遵循施工規(guī)范，具備工程質(zhì)量意識，確保各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量。