西北机场道面砼腐蚀原因和防治策略解析

【摘 要】 本文为分析砼腐蚀的原因与防治措施，全面调查了西北机场的道面情况，得出影响西北机场道面砼腐蚀的主要因素是工程地质条件。在具体施工中设置隔离层，掺加纤维或粉煤灰，利用纤维与粉煤灰的阻裂机理，是防治砼腐蚀的有效措施。目前探讨西北机场道面砼腐蚀的原因与防治策略，是提高机场路面质量，增加西北地区机场道面的耐久性的重要途径。

【关键词】 西北机场道面 砼腐蚀 防治策略

机场道面的砼腐蚀问题是经过复杂的物理化学反应造成的，影响因素较多。西北地区的机场，大多建造于上世纪六七十年代，根据相关调查得知，西北机场的大部分道面都存在着不同程度的混凝土腐蚀问题，其中以碱集料反应为主。碱集料反应产生破坏主要与混凝土中的碱含量、集料的碱活性程度、湿度有关。集料含有的能够与水泥中的碱发生反应的活性成分是内因，也就是集料具有一定的活性成分；混凝土所处的环境，也就是混凝土经过干湿交替或冻融循环的作用，这是引起碱集料反应的外部条件，也就是说碱集料反应的发生与混凝土的获水可能性有关。

1 混凝土道面损坏的主要类型与原因

混凝土道面损坏根据其结构性能可以分为两类，一是非结构性损坏，主要包括剥落、轻微裂缝、起皮以及接缝材料损坏等；另一类为结构性损坏，主要包括断板、错台、沉陷、翘曲、碎裂以及拱起等。地基稳定性较差是造成该类型混凝土道面损坏的重要原因之一。机场土基主要是由含砂砾的细砂土、砂土等构成的，该地区降水量较少，但雨季集中、多暴雨，在洪水冲刷与风力作用下，形成大小不等的粉土沟、粉土夹层与粉土坑。冬季天气寒冷，会产生不同程度的冻胀现象，导致西北机场出现大面积的道面板隆起、冻胀、错台版断裂等，影响飞行安全；其中砼腐蚀是影响机场道面的主要因素，下面具体分析砼腐蚀的因素极其影响。

2 西北机场道面砼腐蚀原因

2.1 环境条件与工程地质条件的影响作用

因碱集料反应产生的裂缝主要存在砼的大断面上，极易受雨雪水、渗水、地表水的影响，而且也是受太阳辐射而引起温度、湿度变化较大的位置。环境条件的影响主要体现干湿交替与冻融循环作用，蒸发作用与毛细作用。西北地区有寒冷干燥、降水量少、蒸发量大等特点，西部地区大部分属于干旱地区与半干旱地区，标准冻深一般大于1米，而且冰雪期较长，属于冰冻区与严重冰冻区；在戈壁沙漠上建筑机场，由于土层与基层较干燥，毛细作用较弱，这类型的地区属于Ⅱ类腐蚀环境；局部有粉土或粉质粘土夹层，透水性差，存在上层滞水分布情况，砼一直处在弱透水性的潮湿土层中，受干湿交替与冻融交替的作用明显，该类型的地区属于Ⅰ类腐蚀环境。

2.2 砼获水可能性

不良环境下的砼，因水分的存在，碱集料反应就容易产生破坏，大气降水、上层滞水、凝结水是砼获水的主要来源。上层滞水与地下水主要通过大气降水进行补给，但蒸发速度很快。在冰冻期，上层滞水在毛细作用下会向冻结深度线迁移，在融化过程中，蒸发作用携带着易溶盐向上迁移，直至砼内；凝结水主要是水汽在砼的空隙内形成的，和大气温度或相对湿度关系密切。

3 西北机场道面砼腐蚀的防治策略

碱集料的碱活性成分与水泥石的含碱量是引起砼内部腐蚀的主要介质。外部条件是机场建造的工程地质条件，干湿交替作用通常是由毛细作用与蒸发作用反应出来的，其中毛细作用主要是为砼提供水分或提供外界的侵蚀介质，如易溶盐，也可以说碱集料反应是由工程地质条件引起的。要想改善西北机场道面砼腐蚀问题，可以采取以下几点措施：

3.1 采用硅酮密封胶

在机场道面维修或扩建中，采用硅酮密封胶，能够有效抑制混凝土碱集料反应的发生。在机场道面建设中要严密处理混凝土板块之间的板块接缝，阻止砂、水等物质进入混凝土结构中，破坏混凝土结构。若机场道面接缝密封性较差，道面有水渗入，就会在混凝土面板下形成泥浆，在动荷载情况下，容易出现翻浆情况；且容易局部掏空混凝土面板下基础，导致基础松动，引起混凝土道面发生下沉、错台以及开裂状况。尤其是在西北地区，冬季气温较低，严重的冻融破坏会加重破坏程度。在冰冻期，毛细作用下的上层滞水会不断向周围迁移，融化时，因蒸发因素，又会向上迁移，到达混凝土内，长久积累下就会出现砼腐蚀现象，因此要在接缝处采用硅酮密封胶，这是一种介于有机与无机之间的特殊材料，具有较强的耐久性、耐候性以及耐腐蚀性，首先能够有效抵御紫外线，减少紫外线的损害；其次在高温作用下，硅酮密封胶具有极强的粘接力，性能较稳定。

3.2 粉煤灰与纤维的复合阻断机理

纤维在具有阻裂作用的同时，还具有增稠效应，所以纤维的掺加降低了混凝土的流动性，加大了振捣或成型工作的难度，导致砼结构的致密性较差，这样就增加了裂缝产生的危险；质量较好的粉煤灰掺入水泥中后，不仅自身的阻断作用被发挥了，并且本身具有的减水效应也很大程度的降低了混凝土拌合物的需水量，从而改善了掺加纤维导致混凝土流动性差的问题。所以，纤维与粉煤灰的复合掺入能够最大程度的发挥纤维的阻裂功能，从而提高了机场道面砼结构的早期抗裂性。

3.3 设置隔离层

将隔离层设置在砼板面下层，能够有效的隔离毛细水与随毛细水蒸发上升的易溶盐，有阻止上层滞水迁移的作用，并且防治砼腐蚀的效果也是十分显著的。设置隔离层的条件可以使用改性沥青油毡、沥青砂与土工布等。在建设新工程时，也能够利用水泥稳定土或石灰土制作隔离层。另外，透水性强或毛细作用较弱的材料也可以充当隔离层材料。

4 结语

在西北地区的多个区域，如西北沙漠、隔壁地区等多个机场的维修或扩建项目中，完善设计指标，优化跑道结构、采用硅酮密封胶、利用纤维与粉煤恢复合阻裂机理和设置隔离层等防治机场道面砼腐蚀对策的应用范围不断扩大。由于北方地区天气寒冷，冰冻期较长，导致面板变形问题严重，所以要提高控制面板的约束力，并提高砼结构的稳定性与强度。在防治策略实施后，经过几年的跟踪调查，机场道面状况良好，没有发生裂缝、断板问题，表现了对策的有效性。碱集料反应是造成砼腐蚀的主要因素，采取这种综合的防治策略，不仅有预防砼腐蚀的作用，而且经济效益也十分明显。

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