水泥混凝土机场道面收缩裂缝的质量控制

摘要：本文首先介绍了收缩裂缝的形式及影响因素，然后论述了避免收缩裂缝的质量预控方法，最后提出了避免特殊天气产生收缩裂缝的预控措施。

关键词：机场道面；收缩裂缝；质量控制。

中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：

一、收缩裂缝的形式及影响因素

由于混凝土内部自由水分蒸发及水泥石在水化过程中产生的体积变化而产生混凝土收缩裂缝, 特别是在高温、大风天气进行大面积露天施工时更容易产生。

1、收缩裂缝的表现形式

收缩裂缝主要包括塑态收缩、沉陷收缩、干燥收缩、碳化收缩、凝结收缩等类型, 而塑性裂缝( 表现为短条状) 及干缩裂缝( 表现为龟裂或网状裂纹) 为其主要形式。

塑性裂缝的形状接近于直线, 长短不一、互不连贯, 有时有几条平行缝出现, 大多数发生在混凝土浇筑后0.75~ 4h。塑性裂缝通常分两类: 一类是混凝土在硬化过程中, 水泥水化反应激烈, 拌合物内部的水分一部分被水泥水化, 另一部分被蒸发, 如果此时气温很高, 天气干燥, 风速较大则极容易使混凝土表面游离水分蒸发过快, 产生急剧的体积收缩, 从而出现裂缝; 另一类是混凝土塑性过大, 成型后沉实时受到模板、钢筋、粗骨料以及空心部位的影响而产生的裂缝。

干缩裂缝主要是在混凝土结硬以后出现, 随着表层水分的逐步蒸发, 混凝土的体积收缩受到约束时出现干缩裂缝。干缩裂缝多为不规则、不连续的细微裂缝, 一般长度约20~ 200mm。

2、收缩裂缝的影响因素

混凝土的收缩裂缝主要是由于水分蒸发过快引起的。裂缝产生的原因与原材料、混合料配合比、拌合、振捣、抹面、养护以及施工期间的温度、风力等因素有关, 影响混凝土收缩的主要因素如下:

(1) 混凝土干缩是收缩中的主要组成部分, 由于混凝土配合比不当, 水泥用量偏多, 或骨料级配不良, 细砂偏多, 再加上养护期间气温高、风大、干燥, 养护不良等, 就容易产生干缩裂缝。

(2) 混凝土中水泥浆愈多, 则体积变动愈大, 收缩也愈显著。

(3) 采用不同强度等级的水泥, 其收缩值亦不同。

(4) 骨料质量越好, 孔隙率越小, 则收缩也越小。细骨料成分大, 细砂越多, 则混凝土收缩越大。

(5) 表面混合料水灰比不均匀, 局部偏稀。混凝土水灰比越大, 自由水分越多, 水分蒸发之后, 收缩变形越大。

(6) 高温或大风天气施工, 养护水分很快蒸发, 如果混凝土表面缺水或忽干忽湿, 均会导致收缩裂纹的产生。

(7) 施工操作不当, 导致混凝土表面局部产生不均匀收缩, 如: 混凝土的水灰比过小, 工人易外掺水做面;摊铺不均匀, 局部粗集料或细集料过于集中; 混凝土在找平时, 低洼处用纯水泥砂浆填补, 造成表面收缩不一致; 水泥混凝土在做面时, 表面泌水, 采用撒干水泥吸水, 引起表面收缩不一致; 做面时, 木抹遍数减少, 增加了铁抹遍数; 拉毛结束后, 局部混凝土继续泌水, 形成水囊; 养护不及时, 前期局部洒水不到或受到暴晒, 使混凝土表面在浇筑成型或凝固初期失水过快。

二、避免收缩裂缝的质量预控方法

1、严格控制原材料质量

细集料可采用天然河砂、海砂、山砂, 采用中偏粗天然河砂配制的混凝土, 强度高, 和易性佳, 做面、拉毛等均匀性好。由于含泥量严重影响集料与水泥的粘结, 降低和易性, 增加用水量, 对混凝土的抗裂、收缩影响较为显著, 因此, 控制粗集料的含泥量不超过1% ( 泥块含量不超过0.5%)、细集料的含泥量不超过3%, 从而提高混凝土的抗裂性能, 从根源上控制表面收缩裂缝的发生。

2、精心进行混凝土配合比设计

控制混凝土配合比设计是保证工程质量的关键。配合比必须满足强度、耐久性、和易性3 项技术要求,主要控制指标是: 水泥用量少、砂率合适、易于操作、水灰比小。

在满足强度要求的前提下控制最小胶材总量, 控制较低的砂率, 混凝土的单位水泥用量应根据选用的水灰比和单位用水量进行计算。水灰比过大, 游离水增多, 振捣后表面泛水必然较多, 经风吹日晒水分很快蒸发, 这不仅会引起混凝土干缩量成倍地增加, 表层收缩也很大, 往往在混凝土成型后1~ 2h, 表面就会出现小条状的收缩裂缝。因此, 必须在施工过程中加强水灰比控制, 施工中根据当天的气温情况, 及早、中、晚气温不同, 蒸发快慢, 和骨料的含水量等, 适当调整混凝土的配合比, 并经总工程师签字确认后进行调整。

3、混合料拌合质量控制

混凝土混合料采用大型搅拌站拌制, 搅拌站配置JS1500A 双卧轴强制螺旋流动式搅拌, 搅拌时间短, 搅拌质量好。搅拌站称量系统采用进口的电脑称量仪,其采样速度高达120次/s, 且具有自动补偿功能, 骨料、水泥和水分别由各自的称量仪控制, 计量准确、可靠。并且搅拌站采用双机双控控制, 实现搅拌站的自动计量、输送、提升、搅拌、卸料等功能, 同时配有工控微机控制管理系统。

4、加强振捣, 减少混凝土收缩量

道面混凝土均采用排式振捣架进行振捣。在实施过程中, 结合具体情况, 对机具的结构及操作方法进行了进一步的试验和完善, 使得新振捣机具结构更加标准化和操作程序规范化。振捣采用自行排架式高频振捣机, 大大提高混凝土的振捣质量, 在振捣过程中主要控制行走速度, 以确保混凝土振捣密实、均匀, 提高抗裂强度, 并减少混凝土道面的整体体积收缩量。

5、加强做面质量控制

混凝土做面时, 现场负责人严格管理, 把好质量关。在低洼找平时, 严禁用素水泥砂浆找平, 应适当加粗骨料, 用木抹压实、打磨均匀。出现泌水现象, 严禁撒干水泥粉, 进行吸水操作, 应进行适当赶水。做面时, 严格控制木抹遍数, 要充分揉浆, 使其均匀一致, 收缩一致, 尽量减少铁抹面, 以减缓水分蒸发。第1遍木抹抹面后, 待混凝土充分泌水再进行下道抹面作业, 避免拉毛结束局部仍出现泌水现象, 若局部有泌水现象,待稍干后用钢抹轻轻抹压几遍。

6、加强混凝土初期喷洒养护剂养护

浇筑后及时认真地养护, 早期采用喷雾机在混凝土表面喷洒混凝土养护液进行初期养护。喷洒养护液后,混凝土表面可形成致密并有一定硬度的保护膜, 防止混凝土自由水过多蒸发, 并能防止混凝土表面雨水冲刷, 保证水泥充分水化, 减少了收缩裂缝的产生。混凝土浇筑成型后, 手按没有明显痕迹, 采用覆盖无纺土工布及时养护, 尤其是气温高、湿度低或风速大的天气施工, 初期养护结束后应及时覆盖喷水养护, 但不宜使用温度太低的水直接浇混凝土表面。养护期间要始终保持混凝土表面湿润。尤其是前3 天, 混凝土表面不能漏盖养护、干燥发白。

三、避免特殊天气产生收缩裂缝的预控措施

由于不同的温度、湿度, 特别是风速所造成的水泥混凝土水分蒸发均不相同, 因此随着气候的变化, 水泥混凝土配合比也应随之加以微调整。

1、避免大风天施工

混凝土道面应尽量避免在大风天( 风速4~ 6 m/s)以及干热风天中施工。风速大于6m/s 时必须停止施工。

铺筑混凝土混合料时, 在迎风面应采取挡风措施,防止并及时清除被大风刮到混凝土混合料上的尘土和杂物, 尽量缩短各工序作业的时间间隔, 作业完成后及早覆盖、洒水养护。

2、高温天气施工

当摊铺现场气温达到30℃及以上的施工, 属于高温施工。当预报气温大于30℃或混凝土混合料出盘温度大于30℃时, 改在夜间施工, 即从下午4 点开机至清晨结束。夜间施工气温较低, 无阳光照晒, 混凝土表面逐渐放热降温, 因此水分蒸发率和表层收缩裂缝自然减少,而且做面和拉毛均容易进行。夜间施工不仅可基本避免产生表面裂缝, 还不易出现温度裂缝(不规则断板) 。另外, 高温施工时可掺用1‰~ 1.5‰的缓凝减水剂, 以延缓混凝土内部的温升峰值。

四、结语

只要深入分析产生收缩裂缝的原因, 预控方案可行并严格规范施工, 大面积机场道面混凝土收缩裂缝的通病是可以避免的。

参考文献：

[1]丁翔; 张元发; 姚玉梅 提高机场道面水泥混凝土耐久性 第七届全国混凝土耐久性学术交流会论文集2008-10-01

[2] 孙刚; 高瑞 机场水泥混凝土道面早期裂缝机理分析 甘肃科技纵横2011-02