機場水泥混凝土道面開裂、龜裂的原因及預防措施

賈宏財，王  劍

(中國航空港建設第九工程總隊，四川成都611431)

    目前為了適應航空運輸業的發展，我國許多機場大量的采用水泥混凝土道面。但水泥混凝土道面也有其自身缺點，混凝土易產生龜裂。雖然龜裂只是混凝土表面發絲裂紋或干縮裂紋，但它不僅影響道面的美觀，而且長期在超重動荷載反復交替作用下，這種細小裂紋易疲勞擴散，最終導致斷板，這就影響著混凝土道面質量和長期使用壽命。因而在機場跑道混凝土道面施工中，如何防止和減少龜裂現象已經成為一個亟待解決的課題。

1.水泥混凝土道面龜裂的原因

    水泥混凝土道面發生龜裂的主要原因之一是因為混凝土表面水分散失，體積收縮，混凝土初期強度不能抵抗這種變形而產生的應力，造成混凝土表面出現不連貫的且不規則的裂紋。這種裂紋寬度一般在0.05-砌以內，深度一般在2.6 mm。當雨水沖洗混凝土板面，當表面逐漸干燥時，這些裂紋清晰可見。由于這種裂縫窄而且深度較淺，道面又有紋理和粗糙度，只是治理難度較大且效果不佳，因而宜以預防為主。常見水泥混凝土道面龜裂的原因主要有以下幾個方面。

    1.1原材料質量因素

    1.1.1水泥質量的影響

    (1)水泥中的游離氧化鈣(f—CaO)含量超過限量，在水泥凝結硬化后游離氧化鈣還繼續起水化作用，破壞已經硬化的水泥石，使混凝土抗拉強度降低，易發生龜裂；

    (2)水泥的水化熱高、收縮大，易導致混凝土道面表面龜裂。

    1.1.2砂含泥量超標易導致混凝土道面的表面龜裂

    由于道面混凝土表層結構5—10 mm厚為凈砂漿層，若砂的含泥量超標，由于“泥”的顆粒很細、很小，比表面積大，收縮性也大，因而易產生干縮裂縫。在施工中要非常重視砂的選擇，每批砂都應先檢測后使用，對不合格的砂一律拒絕進場，或進行處理，直至合格以后才能使用。

    砂石中的含泥量是指粒徑小于0．080 mm的顆粒的含量。它是以表面覆蓋的形式存在，國標(JGJ 52—92)對混凝土用砂的含量和泥塊含量限值規定如表1。

    1.1.3碎石石粉含量超標易導致混凝土道面的表面龜裂

    碎石石粉大都含泥土砂塵，道面混凝土選用0．5～2 cⅡ和2～4 cm的碎石，其石粉含量必須小于1％～3％。否則既影響混凝土配合比(相當于增加細砂)又導致表層砂漿局部收縮不均，加劇龜裂的發生。

    1.2混凝土配合比不

    一般說來，混凝土配合比不當的原因主要是施工中計量不準造成的。主要有以下這幾個情況。

    (1)單位混凝土體積水泥用量偏大。混凝二E中引起表層龜裂主要是收縮導致的，而引起收縮的成分主要是水泥石。過多的水泥用量，必然導致較大的收縮而引發龜裂。

    (2)水灰比偏大。有關資料表明：水泥完全水化的所需水灰比為0．26—0．29，水灰比如果偏大，就會使水泥在水化初期骨料表面的水膜厚度增加，同時在澆筑過程中，經平板震動器、排式振搗器和行夯震搗后道面表層砂漿厚度增大，使表層龜裂的可能性大大增加。

    (3)攪拌站電子計量失調。未按標準級配調整好用水量與砂、石、水泥用量，影響了混凝土配合比的準確性。若砂與水泥用量偏大，而碎石用量偏小，極易產生龜裂現象。

    1.3施工工藝、機具的影響

    (1)使用振搗、夯實機具不當。尤其是行夯底部嵌入鋼模表面厚度與振動電機功率的匹配，直接決定混凝土道面表層與下部粗骨料層厚度比例。若表層砂漿(細骨料層)太厚，則上下強度不均，表面收縮即出現龜裂開裂。我隊在阿里機場道面混凝土施工過程中將表層砂漿(細骨料層)厚度控制在3～5 mm范圍內，收到了較好的效果。

    (2)材料(砂、石)溫度過高，再加上水泥的水化熱導致混凝土拌和物溫度過高，使混凝土在冷卻、硬化過程中收縮加大，導致表面產生龜裂。

    (3)抹面、拉毛方法和時間掌握不當，導致局部表面擠壓收縮不一致產生龜裂。

    1.4養護不當

    養護不及時或方法不當，尤其是氣溫高、風沙大的氣候條件下若不及時采用覆蓋物的濕法養護，僅靠間歇給混凝土表面灑水，間隔時間長了混凝土表面水分就會蒸發太快，從而形成表面干縮小裂縫(即龜裂)。

    1.5保溫散熱措施不當

    養護初期水泥混凝土的溫度場不均勻，各種保溫散熱措施不力，也是導致水泥混凝土產生早期裂縫的主要原因之一。

2.預防措施

    在阿里機場道面混凝土澆筑過程中，采取了以下幾項預防龜裂的技術措施。

    2.1嚴把材料質量關，堅決杜絕使用不合格材料

    (1)水泥不僅必須用指定統供的大廠水泥，而且對每批水泥進場入庫后一律按批送檢，鑒定其鋁酸酸鈣、二氧化硫、氧化鎂的含量，材料合格后才準使用。

    (2)砂宜采用細度模數在2．5 mm以上、含泥量在3％以下的中砂。

    (3)碎石宜選用沒有堿活性反應的石材，且為低收縮性骨料，例如花崗巖、石英巖、白云巖；不宜采用收縮比較強的骨料，如砂巖、板巖、角質巖等。

    (4)夏天氣候炎熱，應摻適量的減水劑，減少水灰比，使混凝土緩凝，混凝土因失水減慢，從而達到防止混凝土表面開裂的目的。

    2.2嚴格檢校調試電子計量器，選擇精確的配合比

    采用具有電子計量裝置的新型攪拌站，投入使用前送計量局檢校，合格后方可使用，但使用中加強調試，特別是對碎石與中砂慣性余量應掌握好，使其達到既定配合比。

    2.3調試好每罐混凝土用水量，控制好水灰比

    在保證混凝土強度的前提下，宜選用低砂率、低水灰比的施工配合比；骨料有良好的級配；塌落度控制在1—3 cm低流動性混凝土。每天攪拌前先測定砂、石的含水率，計量上根據其含水率調整水的用量。

    2.4運用正確的施工工藝

    (1)選用正確的攪拌時間。攪拌時間的長短直接影響混凝土的質量，C30碎石混凝土每罐攪拌用的時間不少于90S，效果比較好。

    (2)澆筑混凝土三個重要步驟：澆筑前應做到模板刷脫模劑和基層灑水保持濕潤；攤鋪振搗時平板振動器和插入式振動棒每板(棒)停留時間應控制在30—45 S之間，不能過振；收面時增加一道鐵板抹壓工序，做面完成后應及時用塑料布遮蓋。

    (3)行夯的加工選擇。行夯嵌入鋼模頂面以內的空間深度h是一項非常重要的技術指標。要使混凝土道面表面砂漿厚度控制在3—5 mm以內，h≤lomm運用的h值是8 mm。

    (4)及時養護并運用正確的養護方法。道面混凝土養護是確保質量的一個非常重要的工藝環節，如果方法不當，則很容易引起龜裂。在施工過程中，高溫天氣更要加強早期養護。因為混凝土處于長期潮濕狀態下初始應力減小，收縮速度較慢，表面出現龜裂的可能性就會大大減小。具體方法是拉毛后1—2 h即用塑料布覆蓋，使塑料布與混凝土表面緊密接觸，達到利用混凝土自身蒸發水分進行養護的效果。36—48 h后，可將塑料布撤除，再用單層土工布、麻袋或雙層草袋全方位覆蓋，并開始灑水養護。一直堅持讓覆蓋物始終保持濕潤狀態，并由專人負責灑水養護，確保灑水覆蓋養護時間達到l4 d以上。這樣既避免了陽光直射和風沙過大使混凝土表面水分蒸發太快而形成干縮裂縫，又防止了白天升溫過高、夜間降溫收縮產生龜裂，收到了很好的效果。

3.結論

    當今社會，盡管高新技術產業日新月異，而混凝土道面仍然深受人們喜愛。因為它具有強度高，耐久性好，后期養護費用低，色澤醒目，反光力強，有利于車輛及飛機夜間通行等優點。

    混凝土道面的龜裂(表面發絲裂紋)是可以預防的。如果參照本文總結的施工方法嚴格落實，就一定能達到比較理想的效果。然而，工程施工必須認真細致，無論任何一個小的工藝環節出了問題，都可能導致混凝土表面龜裂的產生，這就要求我們的前后臺始終步調一致，工長堅守崗位，督促施工班組嚴格遵守工藝規程，貫徹執行正確的工藝方法，確保工程質量達到優良。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)