机场混凝土道面高温施工裂缝防治措施研究

米大卫

摘 要：随着我国经济的全球化发展，人们交通出行的需求不断增加，空中交通事业发展随之加快，各种机场工程越来越多。机场道面在机场运输中发挥着非常重要的作用，其对施工质量有着非常高的要求，如果施工质量无法得到保证，就容易导致各种问题的发生，甚至引发安全事故。鉴于此，笔者将通过本文对机场混凝土道面高温施工裂缝防治措施进行探讨，希望对促进我国工程事业的发展起到有利作用。

关键词：机场道面;混凝土;高温施工裂缝;防治措施

1 前言

援莫桑比克赛赛机场道面工程的占地面积约为12万平方米，其混凝土道面设计厚度为32cm，抗折强度为5.0MPa。该项目位于非洲东南部，根据项目的工期安排道面工程需在夏季施工，施工时环境温度相对较高，混凝土裂缝比较普遍，通常上午施工下午就会产生裂缝，缝长1～200cm，缝深3mm左右。为了有效解决这个问题，对整个施工工艺进行了全面的分析，并采取了相应的措施，有意避免高温时段进行施工，并加强了对道面的养护工作，裂缝数量得到一定程度的减少^[1]。

2 裂缝出现的原因

道面施工过程中，混凝土裂缝的产生和其收缩应力有着非常直接的关系，其收缩主要包括温度收缩、干燥收缩与自身收縮。针对机场混凝土道面裂缝的实际情况，对进场材料、施工工艺、气候条件进行了大量的分析，并对所有可能产生裂缝的条件进行了对比分析后，确定机场混凝土道面热收缩是导致干缩裂缝的主要原因，原材料的品质和施工工艺是造成道面开裂的次要原因。

混凝土裂缝的产生除与水泥品种及其品质（体积安定性、强度、细度模数、收缩率、初凝时间、终凝时间等）关系密切外，还与混凝土摊铺时的入模温度有着直接的关系。通过对赛赛机场混凝土道面原材料的检查，主要存在以下几方面问题：

2.1 水泥品质。水泥采用强度等级为42.5的硅酸盐水泥，其初凝时间较短、早期强度过高、细度过细，造成道面混凝土极易出现细微裂纹甚至产生收缩裂纹，对工程质量造成了直接影响。水泥成分中C3A（铝酸三钙）含量过高，其水化反应迅速，早期强度发展较快，水化热大且释放快，在水化热高峰过去之后的收缩量较大，对混凝土的抗裂性能会造成直接的影响。此外水泥出厂温度过高，且在运输至现场时温度高达90℃以上。受非洲当地气温高、日照强等因素的影响，水泥使用温度通常可达60-70℃，从而导致道面混凝土铺筑时入模温度较高（30-35℃）。在晚上环境温度较低时，混凝土便会产生热收缩，此时在与基层间所产生的摩阻力的约束下，致使混凝土温度应力增加，且当该应力增大至超过混凝土抗拉极限时，便会引发裂缝的产生。

2.2 骨料品质。通过对粗细骨料成分检查后发现，碎石的压碎值、针片状含量均满足设计与规范要求，但碎石中含泥量偏高。细骨料采用的是河砂且受当地原材料来源限制仅能采购到中砂，粗骨料含泥量偏大及细骨料细度模数偏小（实测值为2.3，达到中砂下限），这些因素都会直接影响到水泥和砂石之间的粘结力，弱化砂石界面结构，难以保证界面强度。含泥量越高，混凝土收缩变形程度就越大，裂缝问题也就会比较严重。

2.3 施工时机。由于是在夏季施工且道面没有遮挡，气温在正午时会超过38℃，风速也比较高。在混凝土浇筑过程中，曾经经历过一次气温骤降现象，导致混凝土表面温度急剧下降，加之混凝土为热的不良导体，致使其内表温差较大，从而形成温度梯度，严重限制了混凝土的收缩，导致其内部应力较大，很容易引发开裂现象的发生。此外，由于时值盛夏，环境温度极高，混凝土水分蒸发迅速，致使其因干燥收缩而加剧了裂缝的形成及发展。

2.4 切缝时机。混凝土道面单次浇筑在100-150米之间，在未实施切缝前其为一个整体。道面浇筑长度越长，混凝土收缩程度便会越大，一旦其收缩量超过了允许量，就会产生横向裂缝。因此道面切缝时机选择不当也是造成混凝土裂缝发生的主要原因，极易引发横向裂缝的形成。

3 裂缝防治措施

3.1 材料方面

在胶凝材料选择过程中，水泥品种选择初凝时间较长的普通硅酸盐水泥，不选择硅酸盐水泥，对进场的水泥应该严格控制其细度模数，水泥过细产生的水化热偏高，过粗则强度不容易保证，这需要我们对水泥细度进行合理选择。此外，水泥等级及混凝土强度并不是越高越好，对于设计抗折强度为5.0MPa的道面混凝土，其抗折强度实验室配合比强度为设计抗折强度的1.1～1.15倍。经大量实验验证，决定采用P.O 42.5水泥，设计28天抗折强度5.5MPa，这样可以有效减少水化热，有效减少道面的收缩。在道面混凝土施工过程中，应避免水泥用量过多，同时为保证混凝土流动性，可通过掺加高效缓凝减水剂的方法，进一步提升混凝土的工作性能。在保证混凝土具有较好的工作性能的同时减少水与水泥用量，这样可以有效减少水化热。道面混凝土所用水泥应尽量减少C3A的含量，严禁使用C3A含量超标水泥，如此可有效抑制混凝土裂缝的产生。为了降低水泥的使用温度，可以适当延长水泥的存储期，在水泥降为常温之后方可使用。针对骨料含泥量偏高的情况，由于不具备更换原材料的条件，故在现场增加骨料冲洗设备一套，将骨料中含泥冲洗干净后再用于混泥土拌和。

3.2 施工方面

针对大风、暴晒天气容易导致混凝土失水过快，进而造成塑性收缩的现象，采取夏季混凝土施工“四不打”措施。例如，将浇筑时间设定在上午10点钟之前以及下午2点之后，如果必须在正中午时段施工，则需设置遮阳棚。在混凝土铺筑过程中，应该保证布料均匀且振捣充分，避免因混凝土均匀性较差而导致裂缝问题的发生。混凝土道面完成拉毛后，应及时铺覆养生布，在混凝土初凝后及时洒水养生，保持混凝土表面时刻湿润^[2]。

在混凝土浇筑过程中，一定要做好浇筑长度的控制，单次混凝土道面连续浇筑长度不宜超过150米。在搅拌站主机及配料斗上方搭设遮阳板，避免混凝土在搅拌过程中受到阳光的直晒。此外还应该对切缝时机进行控制，及时切缝可以有效缩短混凝土道面板的长度，减少其收缩变形。切缝时机的选择非常重要，在混凝土强度达到不因切缝造成崩边时立即进行切缝，可以取得非常好的预防裂缝效果。切缝过程中，应保证切缝质量，不应出现毛边。如果过早进行切缝，就会导致混凝土边角出现受损现象，太晚则会造成混凝土强度过高，难以进行切割，也容易出现切割断裂。

严控施工质量。严格对原材料的进场进行把关，避免不合格材料流入施工过程。混凝土运输距离不应太长，否则很容易导致混凝土出现离析现象。此外，混凝土捣振采用自行高频振捣器，且根据道面板的厚度和宽度合理选择高频振捣棒的间距及行走速度，避免过度捣振现象的出现，以免引发分层离析现象，对各死角应该采用插入式振捣棒捣振，避免漏振情况的出现。

严控设计质量。根据机场设计目标年运输能力、水文地质以及气候等特点，择优选择科学合理的道面设计方案。在设计过程中，应加强对易开裂部位的处理，如避免异形板处出现锐角，在填挖交界面及预埋管沟槽处设置钢筋网片，在灯坑位置设置补强钢筋笼等，对传荷能力较差的部位进行局部补强，避免前期施工及后期运营期间出现裂缝甚至断板病害。

4 结语

随着时代的不断发展，对机场道面混凝土施工提出了更高的要求。针对当前道面混凝土高温施工中出现的裂缝问题，应该引起足够的重视，认真分析问题产生原因，并及时采取针对性防治措施，对施工工艺、材料进行优化的同时，切实做好混凝土保养工作。

参考文献：

[1]陈流利.隧道水泥混凝土路面建造新技术[J].交通世界.2019（22）：22-23.

[2]刘红堂.水泥混凝土路面施工应注意的问题[J].工程建设与设计.2019（03）：55-56.