如何提高机场道面混凝土抗冻性研究

【摘要】本文主要分析了机场道面混凝土抗冻性的相关问题，针对机场道面混凝土的性质展开分析，提出了提高机场道面混凝土抗冻性的方法。

【关键词】机场道面；混凝土；抗冻性

中图分类号：TV331文献标识码： A

一、前言

机场道面混凝土的质量会直接影响机场混凝土的使用效果，也影响机场跑道的运行效果，其中，机场道面混凝土的抗冻性是影响机场跑道质量的一个重要因素，所以，一定要更加重视机场道面混凝土抗冻性的相关问题，不断提高其抗冻性能。

1、国外混凝土抗冻性试验方法分析目前国外混凝土抗冻性试验方法主要有：快冻法、慢冻法、盐冻法。上面的混凝土冻结理论分析表明，ASTMC666快冻法主要是基于Powers提出的静水压理论学说，而BII，EM冗176-IDC~2002CP和CDF盐冻法主要是基于渗透压理论，两者各有侧重。ASTM0666快冻法适合纯粹由水的冻结引起的冻融破坏，而BII，EM的盐冻法更适用于有除冰盐存在情况下的冻融破坏。在不同环境中的混凝土的抗冻性的评价应根据需要进行选择。快冻法和盐冻法应用的范围各不相同，评价的方法也各不相同，完全是基于两种不同理论上的不同的试验方法，两者对混凝土抗冻性的评价没有一定换算关系，很难判断也无法判断孰优孰劣。

2、国内混凝土抗冻性试验方法目前国内混凝土抗冻性试验方法主要有快冻法和慢冻法两种，各类标准中盐冻法还没采用作为评价召的手段。但有些研究工作者已经引入国外方法，进行科学研究。国内有关混凝土抗冻性的标准有C田羽82―85、DL/T5150―2001、JTJ225―87，这些标准中都采用了快冻法，只有GBJ82―85同时也采用慢冻法。

二、有效控制原材料

提高机场道面混凝土抗冻性能的首要工作是做好原材料的选择工作，只有原材料符合抗冻性能的要求，才能够提升机场道面混凝土抗冻性能，为机场道面的质量奠定基础。

1、水泥质量控制

选用合适的原材料,采用较小的水灰比,减少拌和用水,使水泥水化反应剩余的水量减少,可以大大减少由这些水造成的孔隙和渗水通道,从而提高混凝土的密实性,增强抗渗性能。因此,经常把水灰比控制在0.41以内，严格控制水灰比,提高混凝土的密实度及强度。

水泥品种对抗冻性也有影响,主要是因为其熟料部分的相对体积不同和硬化速度的变化。机场道面施工规范规定，机场道面混凝土应该选择硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。

2、集料质量控制

集料的选择应考虑其碱活性,防止碱集料反应造成的危害,同时还应兼顾集料的坚固性和吸水性；选择合理的级配,改善混凝土拌和物的和易性,提高混凝土密实度。

集料的级配是指骨料颗粒相互搭配的数量比例。石子的级配直接关系到水泥用量，和混凝土的和易性，在混凝土中水泥浆用来包裹集料的表面和填充集料间的空隙，级配好的骨料有较小的粒间空隙和表面积，可以节约水泥用量，而获得好的和易性，而对于级配不好特别是粒形较差，颗粒形状不够规则，针片状含量较高，那么空隙率较大，需要更多的水泥浆包裹颗粒表面和填充颗粒间的空隙，针片状含量直接影响到混凝土的和易性，同时对混凝土的密实性、强度、耐久性也有负面的影响。对于骨料的表面特征，也直接关系到混凝土的强度，表面粗糙的比表面光滑的更容易与水泥浆粘结，获得更好的粘结强度。严格控制集料的含泥量、泥块含量指标。只有这样才能提高混凝土的抗冻性。

大量研究表明,掺加粉煤灰、矿粉等混合材料能有效改善混凝土的物理化学性能,改善混凝土内孔结构,填充内部空隙,提高密实度,提高混凝土的抗渗性。另外,高掺量混凝土还能抑制碱集料反应,因而掺加混合材料的混凝土,也是提高混凝土耐久性的有效措施。

三、优化混凝土配合比

提高机场道面的混凝土抗冻性能，需要优化混凝土配合比设计，设计步骤如下：

在高抗冻粉煤灰混凝土的配合比设计中要注意以下几方面的问题:

1、高抗冻混凝土必须掺用优质高效减水剂和引气剂,尤其以引气剂最为重要。混凝土含气量应控制在5士0.5%左右；

2、高抗冻混凝土最大水灰比应控制在0.45以下；

3、根据《粉煤灰混凝土应用技术规范》,高抗冻混凝土最大粉煤灰掺量应不大于25%(使用普通硅酸盐水泥时)；

4、在相同的水泥用量下,增加引气剂的掺量虽然使混凝土的含气量增大,但结果并未提高其抗冻融能力,反而呈降低的趋势。

5、砂率的变化会导致混凝土含气量的变化。当水泥用量一定、坍落度在一定范围内变化时,砂率与含气量呈线性关系,砂率降低,混凝土含气量也降低。

6、用水量的变化对混凝土含气量也有一定的影响。在既定的水泥用量条件下,不同的用水量会导致不同的含气量,这是由于用水量的变动相应地改变了水灰比,水灰比大含气量高,水灰比小则含气量低。但用加水的方法来改善混凝土的和易性是极不可取的。

四、做好现场施工管理

要想提高机场道面混凝土抗冻性能就必须要做好现场施工管理工作，这是提高混凝土抗冻性的前提。因此，机场道面混凝土的施工现场控制工作就显得尤为重要，只有做好机场道面混凝土施工管理，才能够让混凝土的抗冻性能得到有效提升。

1.控制混凝上的搅拌质量

混合料对平整度的影响主要表现在配合比的控制和搅拌两个方面。为保证混凝土强度,施工中应当使水灰比尽量小,但水灰比不宜过小,否则会造成提浆不好,骨料不能充分压下而导致做面抹平困难,影响道面平整度。混合料的搅拌时间必须足够,才能使混合料均匀且和易性好,否则会造成骨料分布不均匀,导致收缩不均匀,影响路面的平整度。因此必须采用计算机控制的电子称量自动搅拌机组,严格控制混和料配合比,保证搅拌时间,水灰比应控制在0.44左右为宜,塌落度在3――5cm为宜,采用维勃稠度仪控制稠度时应大于20s。

2.保证模板和立模质量

由于道面高程是由模板来控制的,所以模板对混凝土的纵向平整度影响很大。模板在反复使用后容易发生翘曲变形,须保证模板的刚度,立模前必须先检查模板的直线性,对于轻微翘曲的模板要进行调直,变形严重的模板废弃不能使用。施工中应防止跑模,跑模会降低模板局部高程而影响道面平整度,因此模板的支立应当牢固,两块模板接头处要用螺栓拧紧,保证接头平顺无台阶,施工过程中要安排专人跟踪检查,发现跑模苗头要及时纠正加固。

3.掌握好虚铺高度摊铺的关键是要掌握好虚铺高度,虚铺高度如果控制不好,也会影响到平整度。特别是摊铺过高时需要挖料,挖开部分容易形成砂浆聚集,骨料稀少,收缩大而产生凹陷。因此,摊铺中宁低勿高,万一高了要平铲,铲除高度不得大于5cm,防止挖出凹坑。振动梁行走过程中,低洼部分应用混合料补齐,严禁直接采用砂浆填补。

4.提高混凝土的振捣效果

振捣对平整度控制的作用,在于它调节和恢复了运输和摊铺过程中被破坏的混凝土材料的各向均匀性。自行式高频排式振捣器排除了以往可能出现的因人为因素造成的漏振、振捣时间不足或局部砂浆聚集现象,排振过后辅以平板振捣器人工拖平,振捣效率高,出浆效果好。

5.做好揉浆工作

首先要保持滚筒的直线性良好,否则容易出现道面中间沿纵向整条低洼的平整度缺陷。其次,本工程中采用了横拉滚筒的办法,该办法在以往沿模板纵向揉浆的基础上,增加了横向揉浆的工序,其中纵向揉浆不少于3次,横向揉浆不少于2次。进行横向揉浆,可以将高出部分磨平,低洼部分补全,多余砂浆刮除,使整个板面的平整度达到很好的效果。第三,揉浆均匀才能保证拉毛均匀,拉毛的均匀性对平整度的影响也是明显的。

6.精心找平和做面

找平和做面是提高平整度的关键工序,前面各工序对平整度的不利影响都可以通过该工序解决。找平前先以3m直尺检查,而后用木耙将高处的砂浆补至低处,再用木抹揉面,钢抹收光。抹面遍数不得少于3遍,将小石、砂压入板面,消除砂眼及各种不平整的痕迹,中间应用3m直尺反复检测表面平整度,直至达到要求。

7、重视拉毛对平整度的影响

拉毛对平整度也有一定影响,如果拉毛不均匀,则毛粗的地方纹理深度大而偏高,毛细的地方纹理深度小而偏低,因此拉毛应保证均匀。

8、平整度的跟踪检测

混凝土施工完毕后,每天对混凝土的平整度进行跟踪检测。

五、合理加入外加剂

1、引气剂的利用

在机场道面混凝土施工过程中，如果能够合理科学的搭配使用引气剂，那么机场道面混凝土抗冻性能就能够显著提升。

（一）为保证混凝土得抗冻性,引气剂常规掺量为0.004%左右;和减水剂复合使用时,将引起混凝土含气量一定程度的下降;混凝土拌和物坍落度过大或过小均会引起混凝土含气量下降。

（二）引气剂能显著改善新拌混凝土性能,特别是降低混凝土的离析和泌水。

（三）在同坍落度条件下,引气剂对混凝土抗压强度的影响程度为:每单位含气量引起的混凝土抗压强度损失率为4%―6%。

（四）在相同水泥用量和坍落度条件下,当含气量不大于6%时,引气剂非但不会引起混凝土抗折强度降低,反而会使抗折强度有所提高,即引气可以增加混凝土的韧性。这一点对道路混凝土特别有意义。

（五）由于碾压混凝土没有流动性,难以引气,且干燥地区的砂石料含较多极细颗粒的黄土,所以为达到要求的含气量,必需大幅度的增加引气剂掺量;为保证高寒地区混凝土抗冻耐久性,含气量应控制在4.5%~6.0%之间,可达到较好的抗冻效果。

（六）混凝土在高含气量前提下,粉煤灰掺量宜控制在≤40%,强度可以达到要求;若其掺量≥50%,则抗冻等级急剧下降,强度也下降较大,另外,宜选用烧失量低的优质粉煤灰。

（七）从耐久性考虑,高寒地区的碾压混凝土水胶比应控制在≤0.55。

（八）高含气量的碾压混凝土强度有所下降,当含气量超过6%时,混凝土抗压强度都将只有标准试样的70%左右,对混凝土强度影响较大,故不宜掺过量的引气剂,引气剂DH9的掺量不宜超过0.70%。

（九）在水胶比≤0.55,粉煤灰掺量

2、减水剂的利用

减水剂是指在搅拌混凝土塌落度基本相同的条件下,能大幅度减少拌和物用水量的外加剂。减水剂又称塑化剂或分散剂,拌和混凝土时加入适量的减水剂,一方面使水泥颗粒分散均匀,另一方面还可将水泥颗粒包裹的水分释放出来,这样明显减少了混凝土用水量,提高混凝土强度,同时还可以改善其和易性；而且加入减水剂后混凝土结构更为均匀密实,提高了一系列物理化学性能,如强度、抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等,混凝土的耐久性也得到了提高。

每种减水剂都有适宜的掺量，即使同一种外加剂，不同的用途有不同的适宜的掺量。

掺量过大，不仅在经济上不合理，而且可能造成质量事故。如对有引气、缓凝作用的减水剂，尤其要注意不能超掺量。如木钙掺量大于水泥重量的0.5%，会引入过量空气而使初凝缓慢，降低混凝土强度。高效减水剂掺量过小，失去高效能作用，而掺量过大（＞1.5%），则会由于泌水而影响质量。

总之，影响外加剂掺量的因素较多，如对减水剂就有掺加方法、水泥品种、拌合物的初始流动性及养护制度等

六、做好机场使用保养

1、机场宜用冷吹清除积雪。冷吹式除雪车一般用于清除跑道、滑行道等开阔地区的中、大雪和干雪，并适用于在下雪过程中“边下边扫”。除雪时，如无强侧风，可从道面中心或边线开始，呈人字型或梯形编队；如遇有强侧风，应从上风口开始，呈梯形编队；除雪过程中应注意控制编队车速及车辆间的配合。热吹式除雪车一般用于清除开阔地区的各类雪，尤其适用于清除湿雪、雪浆及道面化冰，但用于下雪过程中“边下边扫”时易造成道面结冰。当出现道面结冰现象时，应当及时洒除冰液，在清扫沥青道面的积雪时，应注意行车速度，防止因除雪车的高温气流对道面造成破坏。此外，可使用多台除雪车呈梯形或人字形编队，车辆之间应保持较小间距，防止前车吹过的地区因后车未能跟上而造成二次结冰。同时应避免单车作业，以提高作业效率。

2、化学制剂一般用于防止道面结冰或化冰，尤其是适用于机坪、勤务车辆通道等不适用于机械除雪的地区。使用时，在临近结冰的情况下，可提前洒布一些除冰剂以防止结冰，如道面已结冰，可直接在其上洒布除冰剂。当遇强侧风时，应注意控制洒布的范围。但化学制剂除冰可能会造成对各种铺筑面及环境的污染。

3．人工除冰除雪一般用于机械、化学制剂除冰除雪方法的补充，特别适合于边角地区及机械作业受到较大限制的地区，因此，机场管理机构对机械除雪难以达到的地区，实行人工除雪责任分区是非常重要的。

七、结束语

总而言之，在机场建设的过程中，必须要针对机场道面的使用需求，从各个环节把控混凝土的施工质量，首先要优选混凝土的材料，其次，要优化混凝土的配合比，再次，要做好施工过程的监理和质量控制工作，最后，还必须要合理的加入外加剂，并积极做好日常保养。

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