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水泥混凝土道面施工通病及预防措施

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   针对水泥混凝土道面施工过程中容易出现表面裂纹、掉边掉角、板体断裂、蜂窝麻面等常见的质量通病,尤其是气候干燥、温差大地区更为严重。本文从道面混凝土铺筑施工的工艺特点、材料因素、和环境影响因素出发,综合分析质量通病产生的原因,并出了相应的施工控制措施,在实践中取得了明显的效果,可供水泥混凝土道面施工参考。 
  关键词机场道面;混凝土施工;质量控制 
  引言 
  与一般的道路工程相比较,飞机对机场道面工程的表面品质求更高,飞机起飞、降落时不允许有任何异物、杂物存在,否则会严重影响飞行安全。由于机场道面是大面积铺筑施工,受水泥水化硬化和养护条件限制,混凝土施工大多在气温较高的季节进行。在道面施工过程中,新拌混凝土大面积暴露于外部环境之中,受外界气候条件影响较大,工作环境较为恶劣。尤其是我国东南沿海地区,夏季大多阳光充足,昼夜温差较大,多风,对施工有很多不利的影响,容易产生质量通病。道面工程施工中常见的质量通病有表面裂纹;掉边掉角;板体断裂;蜂窝、麻面等1。如果施工人员对工序施工时机把握不准,对施工方法掌握不熟练,施工过程中水泥混凝土道面更容易产生较多质量通病。质量通病的产生严重影响了工程的质量和进度,并且对于长期裸露在外、工作环境较为严酷的道面板而言,会直接影响道面的耐久性和安全使用2-5。本文针对机场道面混凝土大面积铺筑施工特点,考虑环境影响因素,对道面混凝土施工过程中各种质量通病进行分析,出质量通病产生的原因及相应的预防措施,精心控制施工质量,铺筑“长寿命、低维护”的水泥混凝土道面。 
  1.表面裂纹 
  1.1 表面网状裂纹(龟裂) 
  夏季施工时,混凝土表面产生龟裂裂纹的现象极易发生,裂纹深约.5~5mm,如图1。产生龟裂的主原因是(1)施工时刮风或气温较高,覆盖湿治养生不及时,使混凝土表面在浇筑成型或凝固初期失水过快产生网状收缩裂纹;(2)违反操作规程,另外拌制水泥砂浆罩面。道面出现龟裂,使用若干年后,在寒冷季节,在冻融和飞机荷载共同作用下,表面混凝土会很快疏松而剥落,降低道面的耐久性,威胁飞行安全6。 
  预防措施(1)避开刮风和午间高温时段浇筑混凝土,若施工时突遇刮风,来不及做面,应设置防风屏障,并加盖养生棚,尽快处理混凝土表面;(2)混凝土浇筑成型后,手按没有明显印迹,应及时覆盖养生;(3)养生期间始终保持混凝土表面湿润,尤其是前三天混凝土表面不能漏盖养生、干燥发白;(4)严格遵守施工操作规程,不允许另拌制砂浆罩面、找平表面局剖凹坑处,必须用同配比混合料填补、振捣后重新做面。 
  1.2 表面条状或环状裂纹 
  道面混凝土表面条状或环状裂纹,一般深约3~5mm,产生在浇筑成型后l~2d内,如图2。其原因主是(1)表面混合料水灰比不均匀,局部偏稀,干缩不一致;(2)摊铺不均匀、局部粗集料或细集料过于集中,收缩不一致;(3)拉毛结束后,局部混凝土表面继续泌水,形成水囊,收缩大;(4)养生前期局部洒水不到位或受到阳光曝晒,失水过快。这些因素都会导致混凝土表面局部产生不均匀收缩,出现条状或环状收缩裂纹。 
  预防措施(1)严格控制水灰比,材料含水率变化时,及时调整混凝土配合比;(2)混合料拌和均匀,避免混凝土严重泌水,运输、摊铺时混合料不能发生离析,混凝土振捣后不得用生料或细集料补填表面凹坑处;(3)第一遍木抹抹面后,待混凝土充分泌水后再进行做面,避免拉毛结束局部仍出现泌水现象,如果局部出现泌水现象,待稍干后用钢抹轻轻抹压几遍;(4)保证前期养生质量。 
  2.掉边掉角 
  掉边、掉角指混凝土板的边、角部位混凝土剥落或断裂,如图3。其产生的主原因是(1)切缝时机过早,混凝土强度较低,切缝时打掉或损伤道面板边角混凝土;(2)假缝切割时切不到位,混凝土道面板从切缝处收缩断开时,会将板角部混凝土拉裂剥落;(3)混凝土混合料振捣密实后纠正胀缝板位置,使板边混凝土受损;(4)浇筑“填仓”混凝土过早,两边先筑混凝土道面板强度不足,被施工机具碰掉边角部位混凝土;(5)拆模时机过早,混凝土强度不足,或拆模时操作不小心,碰坏板边角部位的混凝土。 
  预防措施(1)施工中应掌握好拆模和切缝时机,不能过早,按操作规程求7,8,混凝土达到规定强度时才能拆模、切缝,防治混凝土强度不足,被碰掉边角;(2)切缝时,假缝切到头,如因未拆模板不能切到位,应在拆模后及时补切;(3)填仓宜宁晚勿早,等两侧先筑混凝土达到足够强度时再填仓,避免边角被施工机具损伤;(4)施工缝尽可能设在胀缝部位,若连续浇筑中间需设胀缝时,胀缝板应采用特制的安设架安放,振捣时,在缝的两侧同时振捣,需纠正胀缝板位置时,应捣实已松动的混合料。 
  3.板体断裂 
  道面混凝土板断裂,主出现在纵向连续浇筑的时候,裂缝一般平行于横向缩缝,呈波纹状,如图4。尤其是旧混凝土道面加铺新水泥混凝土道面采用直接式“盖被”方法施工,出现断板的情况比较普遍。发生板体断裂的主原因是(1)连续浇筑时,切缝不及时,混凝土在凝结硬化过程中收缩断裂;(2)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;(3)浇筑时同一断面上水泥浆干稀差异较大,在交界面产生不均匀收缩断裂;(4)旧道面“盖被”施工时的反射裂缝,即新浇筑混凝土未来得及切缝,或者新浇筑混凝土切缝(假缝施工)与旧道面接缝错位,致使新道面在旧道面接缝上方反射断裂;(5)浇筑“填仓”时,在两侧先筑混凝土道面板假缝已断裂部位,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。 
  预防措施(1)及时切缝。上午连续浇筑的混凝土,当施工气温较高时,应在当天晚上最低气温到来之前,将假缝切完。如果来不及全部切,应每隔1~15mm切一条缝,减少混凝土的收缩间距;(2)炎热季节施工,昼夜温差较大时,可在夜间施工,尤其是旧道面“盖被”施工,此措施结合旧道面洒水降温可有效地避免反射裂缝的出现。因为夜间气温较低,一直到第二天下午切缝之前的2个小时左右内,气温处于上升阶段,混凝土内部水化热也较大,道面板不会产生收缩断裂;(3)浇筑“填仓”时,在先筑混凝土假缝已经断通的部位用两层油毡隔离,或者涂刷沥青,或者在此部位设施工缝;(4)旧道面直接“盖被”式施工,新旧道面应按设计求严格对缝;(5)混凝土浇筑因意外原因中断时间较长时,应在接缝位置设置施工缝,不允许在板的其他位置继续往前浇筑;(6)严格控制水灰比,保证混合料拌和均匀,运输、铺筑过程中避免混合料离析。
  4.“蜂窝” “麻面” 
  4.1 “蜂窝” 
  “蜂窝”指混凝土成型后局部酥松,砂浆少、石子多、石子之间出现空隙形成蜂窝状的孔洞,如图5。“蜂窝”多出现在贴近模板的侧面。 
  出现“蜂窝”的主原因是(1)混合料水灰比偏小、和易性差,振捣不出浆;(2)摊铺时混合料离析,使粗骨料集中;(3)漏振或振捣不密实;(4)模板漏浆。 
  预防措施(1)混合料拌和均匀,水灰比偏小、和易性差不满足规范求,或已经离析的混合料应禁止用于铺筑道面9,1;(2)摊铺时,边角扣锹,避免混合料离析,铺料均匀;(3)振捣充分,保证混合料密实,不能漏振;(4)模板拼接紧密、底部堵塞严密,避免漏浆。 
  4.2 “麻面” 
  “麻面”指混凝土表面缺浆,或有许多小孔(砂眼),如图6。产生麻面的原因主有(1)混凝土凝结硬化前表面被雨淋或被养生用水、切缝用水冲刷;(2)混合料过干,振捣不出浆(或浆少),抹面困难;(3)砂子级配不好,小砾粒偏多,使拉毛时出现较多砂眼;(4)覆盖养生过早,表面浆体被覆盖物粘走。 
  预防措施(1)混凝土开工前,应制作一定数量的养生棚,防止混凝土浇筑时被雨淋;(2)加强现场管理,搞好混凝土作业计划安排,防止“填仓”刚铺筑的混凝土与先筑混凝土养生、切缝交叉作业,避免养生、切缝施工用水冲刷刚刚浇筑成型的“填仓”混凝土表面;(3)严格控制砂子质量,粒径较大砾粒含量偏高时,应筛去砾粒;(4)混合料应拌和均匀,和易性好,条夯、滚筒作业时应充分浆,保证道面表面有3~5mm厚砂浆;(5)抹面时,应先用木抹揉,压下突起的小石子和浮起的砂砾,增加表面砂浆稠度,避免钢抹时把砾粒刮起,造成“麻面”;(6)掌握好覆盖养生时机,如遇特殊气候,需前覆盖时,应采取垫撑措施,防止覆盖物紧贴混凝土表面,粘走表层浆体,造成“麻面”。 
  5.工程应用 
  近几年,在西北、华东等地区的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。首先是严格精选水泥、砂、石等混凝土原材料,精心进行混凝土配合比设计,并根据施工天气和材料含水率的变化等因素,适时进行调整,确定科学合理的施工配合比。其次是混凝土搅拌和运输过程中,控制好搅拌时间,选择好运输路线,保证混凝土混合料搅拌均匀,水灰比一致,避免混合料离析。混凝土铺筑时避免高温、大风、雨天施工,把握好每道工序的作业时机。如针对大风天气、太阳曝晒等易使混凝土失水过快而产生塑性收缩裂缝,或昼夜温差大、突遇降雨易使混凝土产生温度裂缝等原因,混凝土浇筑采取“四不打”措施“刮大风时不打、太阳曝晒时不打、白天气温太高时不打、下雨时不打”。混凝土入仓均匀,振捣密实,做面致密,及时切缝,及时养护。 
  采取上述措施,有效地预防了质量通病的发生,高了道面施工质量,达到了竣工验收优良标准。近几年的质量跟踪表明,新建、改扩建的机场水泥混凝土道面,没有发生表面剥落、掉边掉角、龟裂断板等现象,使用状况良好,可确保道面的设计使用功能,延长道面使用寿命。 
  参考文献 
  1 黄灿华、刘晓军.机场施工与管理M.北京人民交通出版社,24 . 
  2 黄士元.高性能混凝土发展的回顾与思考J.混凝土,23(7) . 
  3 P.K.Mehta, et al.ConcreteMicrostructure, Properties and Materials. Third Edition.NewYorkMeGral Hall,25. 
  4 刘数华、张忠伟.道路混凝土路面裂缝问题综述J.路基工程,28(2) . 
  5 吴中伟、廉慧珍.高性能混凝土M.北京中国铁道出版社,1999 
  6 刘庆涛、王硕太、孔祥海等.机场道面混凝土耐久性研究J. 混凝土,27(6). 
  7 GJB1112A-24 军用机场场道工程施工及验收规范S. 
  8 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,29(4). 
  9 王硕太、马国靖、朱志远等.高性能道面混凝土配合比设计J.公路交通科技,27.24(4). 
  1 马国靖、王硕太、黄灿华等.机场道面混凝土水泥品质求J.工业建筑,24(4).