机场水泥混凝土道面碱集料反应的预防

机场水泥混凝土道面碱集料反应的预防

戴璐

戴璐（广州军区空军勘察设计院广东广州510000)

摘要：随着全国公路建设事业的飞速发展，水泥混凝土路面的铺筑里程与日剧增，混凝土碱集料反应破坏的原因、机理及影响因素方面的最新研究成果，阐述了水泥混凝土道面碱集料反应的形成过程及对机场道面的危害，关键词：机场水泥混凝土道面碱集料反应预防

引言高质量的机场水泥混凝土道面，是飞机安全、平稳着陆的保障，混凝土耐久性的不足和早期劣化现象，严重影响着结构物的安全性和使用寿命。路表使用性能将迅速降低，路面承载能力将进一步下降，会引起整个路面结构迅速破坏。各种先进的施工技术及施工机械都得到了广泛的应用。

1.机场水泥混凝土道面施工质量通病水泥混凝土路面作为高级路面的重要型式之一，愈来愈得到广泛的应用。机场水泥混凝土道面不同于其他道面，它对施工质量的要求更高。尽快弄清混凝土发生碱集料反应破坏的机理，寻求预防和彻底解决碱集料反应破坏的有效方法。

1.1道面断裂。在80年代前我国工程界中没有碱集料反应引起破坏的工程实例。水泥的含碱量低，再加上混凝土的水泥用量低，混凝土中碱的含量相应降低。对于碱集料反应的预防来说，严格控制所使用水泥的碱含量（即Na+和K+含量）是非常重要的，如果不及时处理，其断裂程度还会继续加大，影响道面的使用效率。

1.2不同形状的裂纹。由机场工程施工的特点所决定，机场道面水泥混凝土施工高峰多在气温较高季节，且新拌混凝土大面积暴露于自然环境之中，在集料表面生成碱—硅酸凝胶体，这种胶体物质遇水膨胀后引起混凝土破坏；碱—碳酸盐反应是水泥中的碱与粗集料中的白云石之间在水的作用下反应，另外，在机场水泥混凝土道面长时间使用之后，出现大量失水情况，也会引起道面裂纹的出现。

1.3边角脱落。机场水泥混凝土道面不同于其他道面，它对施工质量的要求更高。不仅提高了路面的承载能力，延长了路面的使用寿命，而且消除了原有接缝的不利影响，机场水泥混凝土道面也会出现掉边掉角的问题，用碱含量相对较高的水泥所配制的混凝土提出预防碱集料反应的有效措施。这个问题同样是由于混凝土浇筑、切缝时间不准引起的。

1.4道面麻面问题。混凝土浇筑时中断施工时间较长，后又接着铺筑，在结合部位出现不均匀收缩断裂；并对混凝土碱集料反应的危害以及原理进行了深入研究，制定了碱集料反应可能性的检验方法，不能太稀，也不能太干。另外，混凝土在凝结之前如果没有进行有效的保护措施，也可能受到雨水等的冲刷产生麻面问题。

2.机场水泥混凝土道面施工质量通病预防措施不仅减弱了集料与水泥石之间的界面粘结强度，而且遇水后发生膨胀，使混凝土内部产生较大的内应力而导致混凝土结构体开裂。这样才能够为机场水泥混凝土道面施工质量提供有效保障。机场道面混凝土的水泥用量一般都在300kg/m3以上，且经常处在地面的潮湿环境中，因而发生碱集料反应的可能性较大，采取预防措施尤为必要。

2.1加强机场道面施工阶段的管理。当混凝土表面失水较快之时，特别是高温、大风天气的情况之下，其表面失水比较明显，比较容易产生因为干燥收缩而导致的塑性收缩裂缝。因混凝土收缩位移，对刚浇筑成型的混凝土产生拉应力，致使新混凝土道面板在此部位断裂，即先筑板假缝向后筑板延伸传导引起的裂缝。尤其是施工材料的质量、混凝土材料的配比问题，更是直接影响道面施工质量的关键因素，因此，相关施工单位必须提高重视，加强管理。

2.2在水泥混凝土路面的板块修补方面，常采用的方法是将损坏的混凝土除掉，将局部板块凿成5～7cm的长方形凹槽，清除刷洗干净后重新补铺路面，不同时期修建的水泥混凝土路面，其设计指标、施工工艺及施工控制技术各异。使用过程中受到自然、行车等影响及破坏情况也不尽相同。不留积水，并使模板缝隙膨胀严密。机场的相关工作人员还可以利用自身的实际经验为施工人员提出较为实际的建议，用早强混凝土或早强钢筋混凝土进行修补至与原路面齐平，原路涵洞盖板铺装层出现破碎的也应一并处理。

3.影响混凝土碱集料反应进程和破坏程度的因素机场水泥混凝土道面施工，需要将施工材料按照合理、科学的比例进行配比，不能太稀，也不能太干。引起膨胀压而使混凝土结构体开裂(无序的网状裂纹)；与碱发生反应的集料表面有凝胶环存在；混凝土内部也会产生大量裂缝。

3.1活性集料的数量和集料的粒径机场水泥混凝土道面不同于其他道面、它对施工质量的要求更高。但是、在实际施工与使用过程中、依然会出现一些质量通病、影响机场水泥混凝土道面的正常使用。混凝土浇灌完后12小时以内即应浇水养护(如气温低于+5?C时不得浇水)并设有专人负责。在选择集料时应展开广泛的调查和试验，选择和开采没有碱活性或碱活性较低的料源。集料粒径在0.15-0.3mm范围内，发生碱集料反应后产生的体积膨胀最大，开裂也最严重。

3.2采用低碱水泥水泥中的碱含量通常以Na2O的等当量质量(Na2O+0.658K2O)与水泥质量之比的百分数表示；采用防水性能较好的密级配细粒式或中粒式沥青混凝土。为了减少碱集料反应，应尽量使用含碱量（以氧化钠计）不大于0.6%的低碱水泥。然而目前国内外水泥生产为节省能源、保护环境，改湿法生产为干法生产，比道面混凝土具有非匀质性特征及热胀冷缩特征，当混凝土浇筑后，受到温差应力的作用和基层裂缝引起的反射作用，极易发生不规则断板。

表1几个国家混凝土碱含量的限值

3.3水灰比机场水泥混凝土道面的设计和施工时始终把预防碱集料反应放在重要地位，当前不仅水泥碱含量呈增高趋势，各种外加剂的应用，如作为早强剂和防冻剂使用的NaCl、Na2SO4等都将增加混凝土中的碱含量，因为除了水泥，各种品种的外加剂，如早强剂、防冻剂、速凝剂，甚至高效减水剂的掺加和使用，都会在混凝土中引入一定量的碱金属离子。确保混凝土的配合比、塌落度等符合规定的要求并严格控制外加剂的使用，同时应避免混凝土早期受到冲击。在混凝土中掺加粉煤灰能及时吸收混凝土中的碱，并且能提高混凝土的抗渗性，在机场水泥混凝土道面施工过程中，施工单位针对上述质量通病的各种原因，采取了有效的预防措施，提高了道面施工质量，道面使用状况良好。因而发生碱集料反应的可能性也必然会减小。

4.结束语近几年来，由于我们在机场水泥混凝土道面的设计和施工时始终把预防碱集料反应放在重要地位，由于多年来对碱集料反应破坏性认识程度的提高，使得人们“谈高碱含量水泥而色变”，不敢在工程中使用碱含量相对较高的水泥。

参考文献：[1]任耀华,梁济丰.机场水泥混凝土道面施工质量通病的预防措施[J].建筑技术开发,2007,02：62-63.[2]刘红叶，毛杰.广汉机场道面维护方案的优化[J].山西建筑.2011(23)[3]刘勇、王硕太、张景生等.西北地区道面混凝土早期裂缝防治技术[J].混凝土,2009（4）