论文部分内容阅读
【摘 要】 本文首先介绍了水泥混凝土机场道面收缩裂缝的形式及影响因素，然后分别分析了严格控制原材料及配比、施工过程中的控制、水泥混凝土机场道面养生等质量控制措施。
【关键词】 水泥混凝土；机场道面；收缩裂缝；质量控制
机场道面是供飞机起飞、着陆、停放和组织并保障飞行活动的场所，是飞机的载体，是机场的主体工程及重要设施。目前我国军用机场和民用机场道面，除少数跑道近年采用沥青或改性沥青进行了盖被处理外，绝大部分是水泥混凝土道面，水泥混凝土道面以其强度高、耐久性好、变形小和维护费用低等特点而倍受青睐。同时，由于飞行区道面长期处在特殊的使用环境中，例如飞机运行时荷载过大、轮子与道面激烈的摩擦，使道面承受巨大的压应力和弯拉应力；道面一年四季裸露在自然环境中，经受严寒酷暑、风吹日晒、冬季结冰、积雪，特别是使用除雪剂渗透进道面的裂缝和孔隙中引起的混凝土侵蚀，致使飞行区道面在使用一段时间后，不可避免地出现道面损坏现象；再加上设计、施工不当，维护管理经费投入少，使用年限较长，航班密度大幅度增加，机种更新换代后荷载增加等原因，使机场道面的负荷与日剧增，导致大量机场道面投入使用后5～7年即出现不同程度的破损。
1 水泥混凝土机场道面收缩裂缝的形式及影响因素
收缩裂缝：发生在混凝土面层上，裂缝浅而细，宽度多在0.05～0.2mm之间。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
1.1收缩裂缝的表现形式
收缩裂缝主要包括塑态收缩、沉陷收缩、干燥收缩、碳化收缩、凝结收缩等类型，而塑性裂缝（表现为短条状）及干缩裂缝（表现为龟裂或网状裂纹）为其主要形式。
塑性裂缝的形状接近于直线，长短不一、互不连贯，有时有几条平行缝出现，大多数发生在混凝土浇筑后0.75～4h。塑性裂缝通常分两类：一类是混凝土在硬化过程中，水泥水化反应激烈，拌合物内部的水分一部分被水泥水化，另一部分被蒸发，如果此时气温很高，天气干燥，风速较大则极容易使混凝土表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，从而出现裂缝；另一类是混凝土塑性过大，成型后沉实时受到模板、钢筋、粗骨料以及空心部位的影响而产生的裂缝。干缩裂缝主要是在混凝土结硬以后出现，随着表层水分的逐步蒸发，混凝土的体积收缩受到约束时出现干缩裂缝。干缩裂缝多为不规则、不连续的细微裂缝，一般长度约20～200mm。
1.2收缩裂缝的影响因素
混凝土的收缩裂缝主要是由于水分蒸发过快引起的。裂缝产生的原因与原材料、混合料配合比、拌合、振捣、抹面、养护以及施工期间的温度、风力等因素有关，影响混凝土收缩的主要因素如下：
（1）混凝土干缩是收缩中的主要组成部分，由于混凝土配合比不当，水泥用量偏多，或骨料级配不良，细砂偏多，再加上养护期间气温高、风大、干燥，养护不良等，就容易产生干缩裂缝。
（2）混凝土中水泥浆愈多，则体积变动愈大，收缩也愈显著。
（3）采用不同强度等级的水泥，其收缩值亦不同。
（4）骨料质量越好，孔隙率越小，则收缩也越小。细骨料成分大，细砂越多，则混凝土收缩越大。
（5）表面混合料水灰比不均匀，局部偏稀。混凝土水灰比越大，自由水分越多，水分蒸发之后，收缩变形越大。
（6）施工操作不当，导致混凝土表面局部产生不均匀收缩，如：混凝土的水灰比过小，工人易外掺水做面；摊铺不均匀，局部粗集料或细集料过于集中；混凝土在找平时，低洼处用纯水泥砂浆填补，造成表面收缩不一致；水泥混凝土在做面时，表面泌水，采用撒干水泥吸水，引起表面收缩不一致；做面时，木抹遍数减少，增加了铁抹遍数；拉毛结束后，局部混凝土继续泌水，形成水囊；养护不及时，前期局部洒水不到或受到暴晒，使混凝土表面在浇筑成型或凝固初期失水过快。
（7）高温或大风天气施工，养护水分很快蒸发，如果混凝土表面缺水或忽干忽湿，均会导致收缩裂纹的产生。
2 严格控制原材料及配比
2.1水泥
混凝土路面的性能在很大程度上取决于水泥的性能，而水泥的性能又取决于其矿物组成，因此水泥矿物成份是影响混凝土路面性能的主导因素。考虑到混凝土路面的特殊工作条件及技术要求，应选用强度高、脆性小、干缩小、抗磨性与抗冻性较好的水泥。就水泥品种而言，应选用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。水泥安定性不合格易造成混凝土表面干裂、疏松事故，施工单位必须按规范要求，对每批水泥除了要出厂质保书外，还必须进行强度、安定性等试验。
2.2砂石料
采用的碎（砾）石应质地坚硬、符合规定级配，最大粒径不超过40mm。此外，碎石的压碎值、针片状石子含量、含泥量及有害物质含量均应符合规范要求，砂子应采用中粗砂，以江砂最佳，并要符合规范的各项技术指标。
2.3配合比
合理选用配合比，能防止温度裂缝、控制水泥用量及提高混凝土的密实度，达到预防化学裂缝的目的。公路混凝土路面板施工，水灰比限用至0.5以内，混凝土的单位用水量，按用料情况、施工温度等，经试验后确定，掺用外加剂或掺合料时作相应调整。
3 施工过程中的控制
要针对水泥混凝土路面早期裂缝的内部原因，施工时一般应采取以下措施：
3.1施工配合比按实测砂石料含水率经换算决定。工地配备测试手段经常测定含水率等。施工中经常测定混凝土拌和物的塌落度，该值以1cm～2.5cm为宜。
为改善和易性和便于施工，可掺用适量外加剂。拌和用水准确秤量，施工中不任意增减，浇捣过程中不往混凝土拌和物内加水。
合格的用料和合适的配合比是浇筑成的混凝土达到设计抗折强度和控制混凝土收缩率的必要保证，对防止混凝土板裂缝的发生有重要作用。
3.2为防止水分过早的蒸发，要预先估计到混凝土在运输、摊铺过程中水分的蒸发量。至于水量增加多少应根据运距、气温、日照、风力大小来决定，一般在30℃气温下，要保持气温20℃的坍落度，要增加单位用水量4kg～7kg。
3.3摊铺、振捣、收水抹面与养护各道工序应衔接紧凑，尽可能缩短施工时间。平板和插入式振捣棒的功率要做恰当选择，处理好边角部位，以防人为的影响。采取二次振捣及研究泌水量的适当配比，以防止沉降裂缝。
3.4提高对基层的认识程度。在施工过程中，对路基、路面基层必须充分压实，保证路基强度均匀，以防不均匀沉降引起混凝土板断裂，路面基层的压实度、强度、平整度等均要达到规范要求。这些是防止混凝土板块断裂的重要措施之一。基层若发生裂缝，必须及时处理。
3.5混凝土面层浇筑一结束，应立即养生。养生的方法应根据具体情况恰当选择。
4 水泥混凝土机场道面养生质量控制
在混凝土终凝后即用养护剂或草袋、草帘等全面均匀复盖并充分洒水保湿养护有重要作用。当浇筑时气温高、风速大、表面水分蒸发过快等情况，应在表面完毕的混凝土板上用喷雾法及时补充水分，防止表面干缩裂缝的发生。
5 结语
水泥混凝土路面裂缝的产生，有其特殊的成因。在工程实践中，只要采取正确的措施，做到科学管理、规范施工、严格监理，着重抓好事先预防和中间控制，事后要及时采取养护措施，就能及早防止水泥混凝土路面初期裂缝的发生。
参考文献：
[1]杨文科.现代混凝土科學问题与研究[M].北京：清华大学出版社，2012.
[2]蔡水田，石文杰.机场场道工程施工[M].北京：人民交通出版社，2010.
[3]蒋忠席.白应生.西北地区某机场道面的破坏原因与预防措施[J].山西建筑，2009
【关键词】 水泥混凝土；机场道面；收缩裂缝；质量控制
机场道面是供飞机起飞、着陆、停放和组织并保障飞行活动的场所，是飞机的载体，是机场的主体工程及重要设施。目前我国军用机场和民用机场道面，除少数跑道近年采用沥青或改性沥青进行了盖被处理外，绝大部分是水泥混凝土道面，水泥混凝土道面以其强度高、耐久性好、变形小和维护费用低等特点而倍受青睐。同时，由于飞行区道面长期处在特殊的使用环境中，例如飞机运行时荷载过大、轮子与道面激烈的摩擦，使道面承受巨大的压应力和弯拉应力；道面一年四季裸露在自然环境中，经受严寒酷暑、风吹日晒、冬季结冰、积雪，特别是使用除雪剂渗透进道面的裂缝和孔隙中引起的混凝土侵蚀，致使飞行区道面在使用一段时间后，不可避免地出现道面损坏现象；再加上设计、施工不当，维护管理经费投入少，使用年限较长，航班密度大幅度增加，机种更新换代后荷载增加等原因，使机场道面的负荷与日剧增，导致大量机场道面投入使用后5～7年即出现不同程度的破损。
1 水泥混凝土机场道面收缩裂缝的形式及影响因素
收缩裂缝：发生在混凝土面层上，裂缝浅而细，宽度多在0.05～0.2mm之间。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。
1.1收缩裂缝的表现形式
收缩裂缝主要包括塑态收缩、沉陷收缩、干燥收缩、碳化收缩、凝结收缩等类型，而塑性裂缝（表现为短条状）及干缩裂缝（表现为龟裂或网状裂纹）为其主要形式。
塑性裂缝的形状接近于直线，长短不一、互不连贯，有时有几条平行缝出现，大多数发生在混凝土浇筑后0.75～4h。塑性裂缝通常分两类：一类是混凝土在硬化过程中，水泥水化反应激烈，拌合物内部的水分一部分被水泥水化，另一部分被蒸发，如果此时气温很高，天气干燥，风速较大则极容易使混凝土表面游离水分蒸发过快，产生急剧的体积收缩，从而出现裂缝；另一类是混凝土塑性过大，成型后沉实时受到模板、钢筋、粗骨料以及空心部位的影响而产生的裂缝。干缩裂缝主要是在混凝土结硬以后出现，随着表层水分的逐步蒸发，混凝土的体积收缩受到约束时出现干缩裂缝。干缩裂缝多为不规则、不连续的细微裂缝，一般长度约20～200mm。
1.2收缩裂缝的影响因素
混凝土的收缩裂缝主要是由于水分蒸发过快引起的。裂缝产生的原因与原材料、混合料配合比、拌合、振捣、抹面、养护以及施工期间的温度、风力等因素有关，影响混凝土收缩的主要因素如下：
（1）混凝土干缩是收缩中的主要组成部分，由于混凝土配合比不当，水泥用量偏多，或骨料级配不良，细砂偏多，再加上养护期间气温高、风大、干燥，养护不良等，就容易产生干缩裂缝。
（2）混凝土中水泥浆愈多，则体积变动愈大，收缩也愈显著。
（3）采用不同强度等级的水泥，其收缩值亦不同。
（4）骨料质量越好，孔隙率越小，则收缩也越小。细骨料成分大，细砂越多，则混凝土收缩越大。
（5）表面混合料水灰比不均匀，局部偏稀。混凝土水灰比越大，自由水分越多，水分蒸发之后，收缩变形越大。
（6）施工操作不当，导致混凝土表面局部产生不均匀收缩，如：混凝土的水灰比过小，工人易外掺水做面；摊铺不均匀，局部粗集料或细集料过于集中；混凝土在找平时，低洼处用纯水泥砂浆填补，造成表面收缩不一致；水泥混凝土在做面时，表面泌水，采用撒干水泥吸水，引起表面收缩不一致；做面时，木抹遍数减少，增加了铁抹遍数；拉毛结束后，局部混凝土继续泌水，形成水囊；养护不及时，前期局部洒水不到或受到暴晒，使混凝土表面在浇筑成型或凝固初期失水过快。
（7）高温或大风天气施工，养护水分很快蒸发，如果混凝土表面缺水或忽干忽湿，均会导致收缩裂纹的产生。
2 严格控制原材料及配比
2.1水泥
混凝土路面的性能在很大程度上取决于水泥的性能，而水泥的性能又取决于其矿物组成，因此水泥矿物成份是影响混凝土路面性能的主导因素。考虑到混凝土路面的特殊工作条件及技术要求，应选用强度高、脆性小、干缩小、抗磨性与抗冻性较好的水泥。就水泥品种而言，应选用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。水泥安定性不合格易造成混凝土表面干裂、疏松事故，施工单位必须按规范要求，对每批水泥除了要出厂质保书外，还必须进行强度、安定性等试验。
2.2砂石料
采用的碎（砾）石应质地坚硬、符合规定级配，最大粒径不超过40mm。此外，碎石的压碎值、针片状石子含量、含泥量及有害物质含量均应符合规范要求，砂子应采用中粗砂，以江砂最佳，并要符合规范的各项技术指标。
2.3配合比
合理选用配合比，能防止温度裂缝、控制水泥用量及提高混凝土的密实度，达到预防化学裂缝的目的。公路混凝土路面板施工，水灰比限用至0.5以内，混凝土的单位用水量，按用料情况、施工温度等，经试验后确定，掺用外加剂或掺合料时作相应调整。
3 施工过程中的控制
要针对水泥混凝土路面早期裂缝的内部原因，施工时一般应采取以下措施：
3.1施工配合比按实测砂石料含水率经换算决定。工地配备测试手段经常测定含水率等。施工中经常测定混凝土拌和物的塌落度，该值以1cm～2.5cm为宜。
为改善和易性和便于施工，可掺用适量外加剂。拌和用水准确秤量，施工中不任意增减，浇捣过程中不往混凝土拌和物内加水。
合格的用料和合适的配合比是浇筑成的混凝土达到设计抗折强度和控制混凝土收缩率的必要保证，对防止混凝土板裂缝的发生有重要作用。
3.2为防止水分过早的蒸发，要预先估计到混凝土在运输、摊铺过程中水分的蒸发量。至于水量增加多少应根据运距、气温、日照、风力大小来决定，一般在30℃气温下，要保持气温20℃的坍落度，要增加单位用水量4kg～7kg。
3.3摊铺、振捣、收水抹面与养护各道工序应衔接紧凑，尽可能缩短施工时间。平板和插入式振捣棒的功率要做恰当选择，处理好边角部位，以防人为的影响。采取二次振捣及研究泌水量的适当配比，以防止沉降裂缝。
3.4提高对基层的认识程度。在施工过程中，对路基、路面基层必须充分压实，保证路基强度均匀，以防不均匀沉降引起混凝土板断裂，路面基层的压实度、强度、平整度等均要达到规范要求。这些是防止混凝土板块断裂的重要措施之一。基层若发生裂缝，必须及时处理。
3.5混凝土面层浇筑一结束，应立即养生。养生的方法应根据具体情况恰当选择。
4 水泥混凝土机场道面养生质量控制
在混凝土终凝后即用养护剂或草袋、草帘等全面均匀复盖并充分洒水保湿养护有重要作用。当浇筑时气温高、风速大、表面水分蒸发过快等情况，应在表面完毕的混凝土板上用喷雾法及时补充水分，防止表面干缩裂缝的发生。
5 结语
水泥混凝土路面裂缝的产生，有其特殊的成因。在工程实践中，只要采取正确的措施，做到科学管理、规范施工、严格监理，着重抓好事先预防和中间控制，事后要及时采取养护措施，就能及早防止水泥混凝土路面初期裂缝的发生。
参考文献：
[1]杨文科.现代混凝土科學问题与研究[M].北京：清华大学出版社，2012.
[2]蔡水田，石文杰.机场场道工程施工[M].北京：人民交通出版社，2010.
[3]蒋忠席.白应生.西北地区某机场道面的破坏原因与预防措施[J].山西建筑，2009