高原地區(qū)道面混凝土抗表面剝落性能研究與應(yīng)用

劉欣

摘 要：高原地區(qū)機(jī)場道面工程建設(shè)中，混凝土是其主要的施工材料。由于高原地區(qū)在氣候條件和地理環(huán)境上與盆地地區(qū)存在著很大的差異，所以其在采用混凝土進(jìn)行機(jī)場道面工程建設(shè)和施工時(shí)，難免會(huì)因?yàn)榈乩項(xiàng)l件的影響，而出現(xiàn)混凝土表面剝落現(xiàn)象，嚴(yán)重者還會(huì)產(chǎn)生混凝土表面脫層、凍脹。乃至開裂。鑒于此，本篇文章對(duì)其進(jìn)行深入探究，針對(duì)我國高原地區(qū)機(jī)場道面工程混凝土道面的施工，詳細(xì)分析了道面混凝土的抗表面剝落性，并對(duì)道面混凝土除冰鹽破壞的機(jī)理以及抗表面剝落性的評(píng)價(jià)指標(biāo)作了論述，得出相關(guān)結(jié)論，供同行參考。

關(guān)鍵詞：高原地區(qū)；混凝土；抗表面剝落性；研究

我國高原地區(qū)機(jī)場道面工程，在建設(shè)施工中大量采用了混凝土結(jié)構(gòu)材料，但由于高原地區(qū)所在的地理?xiàng)l件相對(duì)比較惡劣，氣溫、輻射、風(fēng)力、積雪等多種因素對(duì)混凝土材料的施工質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，進(jìn)而導(dǎo)致高原地區(qū)機(jī)場道面工程整體質(zhì)量不佳，甚至造成材料、資源和能源的浪費(fèi)。因此，在高原地區(qū)混凝土機(jī)場道面工程的施工中，有必要結(jié)合高原地區(qū)惡劣的地理?xiàng)l件，并充分考慮地理?xiàng)l件對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及施工質(zhì)量的影響，采取相關(guān)措施，有效預(yù)防和消除混凝土表面剝落現(xiàn)象，達(dá)到提升混凝土抗表面剝落性能，保證混凝土施工質(zhì)量，延長道路路面使用壽命的目的。

1 機(jī)場道面工程道面混凝土

相比于普通混凝土，道面混凝土具有強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更好、耐久性更強(qiáng)以及施工維護(hù)費(fèi)用更低等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為我國機(jī)場跑道和跑道路面施工中的一種主要結(jié)構(gòu)形式。事實(shí)上，比起普通混凝土，道面混凝土所具有的最獨(dú)特的一個(gè)性質(zhì)是它的抗表面剝落性，但在目前，人們對(duì)其抗表面剝落性所做的研究還比較少，而隨著道面混凝土在機(jī)場道面施工中應(yīng)用的愈加廣泛，以及高原地區(qū)機(jī)場建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)展，對(duì)道面混凝土抗表面剝落性進(jìn)行研究的必要性也越來越大。為此，本文針對(duì)我國高原地區(qū)道面混凝土的性質(zhì)和施工特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)研究方式，對(duì)其抗表面剝落性作深入的研究和探索。

2 機(jī)場道面工程關(guān)于道面混凝土抗表面剝落性的研究

2.1 機(jī)場道面工程道面混凝土除冰鹽破壞的機(jī)理

在高原地區(qū)建設(shè)工程施工中，如果采用普通混凝土來進(jìn)行道面工程的施工，考慮到道面積雪的影響，通常會(huì)在路面撒布適當(dāng)?shù)某}和除冰液，以保證道面的正常運(yùn)行。但由于除冰鹽和除冰液具有破壞凍融混凝土結(jié)構(gòu)的作用，所以極容易導(dǎo)致道面發(fā)生凍脹、脫層以及開裂現(xiàn)象，在降低了道面工程質(zhì)量的同時(shí)，也減少了道面的使用壽命。而采用道面混凝土后，這些問題在一定程度上都能得到妥善的解決。

對(duì)于道面混凝土來說，除冰鹽滲透到哪個(gè)深度，哪個(gè)深度以上的表面砂漿或混凝土表層就脫落其破壞速度遠(yuǎn)大于內(nèi)部凍融破壞的速度，也遠(yuǎn)大于水引起的凍融破壞，鹽凍脫皮速度一般是冰凍的15倍左右。這是由于鹽溶液比純水的蒸汽壓低，導(dǎo)致加除冰鹽的混凝土中所含的水比無除冰鹽混凝土表現(xiàn)出更低的蒸發(fā)速率和更高的飽和度。因而當(dāng)受凍時(shí)，混凝土中將產(chǎn)生更高的結(jié)冰壓。另外，由于鹽的濃度差，受凍時(shí)分層結(jié)冰產(chǎn)生壓力差，同時(shí)融化冰時(shí)需要的熱量使混凝土表面的溫度劇降，導(dǎo)致額外的凍壞。除冰鹽不僅會(huì)使混凝土產(chǎn)生嚴(yán)重的鹽凍剝蝕破壞，且在非凍融條件下也同樣觀察到除冰鹽引起混凝土破壞。這是因?yàn)辂}溶液在干濕循環(huán)條件下同樣能夠形成鹽結(jié)晶，這種結(jié)晶壓同樣造成混凝土鹽脹破壞。

2.2 抗表面剝落試驗(yàn)方法與評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.2.1 實(shí)驗(yàn)中所采取的主要試驗(yàn)方法

目前，國內(nèi)外在研究道面混凝土抗表面剝落性時(shí)，所采取的試驗(yàn)方法有很多，將所采用過的試驗(yàn)方法作歸納總結(jié)，大體可分為以下三類：

（1）將混凝土結(jié)構(gòu)試件放置或侵泡在鹽溶液中進(jìn)行凍融試驗(yàn)。

（2）將混凝土試件單面侵泡于鹽溶液的3～5mm位置凍融。

（3）在混凝土試件表面覆蓋上一層厚度在3～5mm之間的非飽和鹽溶液后，再對(duì)其進(jìn)行凍融。

2.2.2 道面混凝土抗表面剝落性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本篇文章省去對(duì)道面混凝土抗表面剝落性實(shí)驗(yàn)的介紹，直接對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作詳細(xì)論述。在道面混凝土抗表面剝落性的研究實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)人員通過采取一系列實(shí)驗(yàn)措施和手段，對(duì)道面混凝土的配合比以及抗凍性能作了相關(guān)測試，經(jīng)分析和驗(yàn)證后，得出以下結(jié)論：

（1）普通道面混凝土（P）：無論在水中或在鹽溶液中剝落量都最大，抗表面剝落性能較差，抗凍等級(jí)僅達(dá)到F100，不能滿足嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)道面混凝土的抗凍等級(jí)要求，只能滿足微凍和非冰凍地區(qū)道面混凝土的抗凍等級(jí)要求。

（2）摻粉煤灰道面混凝土（F）：抗表面剝落性能和抗凍性能有較大提高，其單位面積剝落量僅占普通道面混凝土的50%～55%，比普通混凝土降低約45%～50%，抗凍等級(jí)達(dá)到機(jī)場道面工程F200，可以滿足寒冷地區(qū)道面混凝土的抗凍等級(jí)要求。這是由于優(yōu)質(zhì)粉煤灰在混凝土中發(fā)揮的微集料效應(yīng)、填充效應(yīng)使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，火山灰效應(yīng)生成更多的C-S-H機(jī)場道面工程凝膠，填充了混凝土自身的毛細(xì)孔，改善了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及過渡區(qū)的界面結(jié)構(gòu)。

（3）摻引氣減水劑的道面混凝土（YJ）：抗表面剝落性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的普通道面混凝土，其單位面積剝落量僅占普通道面混凝土的39%～43%，比普通混凝土降低約60%左右，抗剝落性能得到更大的提升，抗凍機(jī)場道面工程性能得到機(jī)場道面工程更大機(jī)場道面工程改善，抗凍等機(jī)場道面工程級(jí)達(dá)機(jī)場道面工程到F300?？梢詽M足嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)道面混凝土的抗凍等級(jí)要求。

（4）粉煤灰與引氣減水劑復(fù)合的道面混凝土（FYJ），其單位面積剝落量僅占普通道面混凝土的23%～25%明顯提升，抗凍等級(jí)大于F300，可以滿足嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)道面混凝土的抗凍要求，其主要原因是摻入的優(yōu)質(zhì)粉煤灰和引氣減水劑綜合作用的結(jié)果。因此，青藏高原嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)宜推廣應(yīng)用粉煤灰與引氣減水劑復(fù)合的高性能道面混凝土。

結(jié)束語

機(jī)場道面工程建設(shè)中，混凝土是道路路面的主要施工材料，其所具有的較強(qiáng)抗壓性、抗震性以及良好的滲透性、經(jīng)久耐用性等多種性質(zhì)使其成為了各大建筑工程廣泛采用的一種建筑材料。然而鑒于高原地區(qū)地理?xiàng)l件的不同，混凝土應(yīng)用于高原地區(qū)機(jī)場道面工程時(shí)，可能會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境的影響而出現(xiàn)表面凍脹、開裂等問題，這就需要相關(guān)人員對(duì)現(xiàn)有混凝土的性能、特點(diǎn)等進(jìn)行探索和研究，結(jié)合高原地區(qū)地理?xiàng)l件，研制出強(qiáng)度更高、勻質(zhì)性和抗表面剝落性更好的道面混凝土，以滿足高原地區(qū)機(jī)場道面工程的施工要求，建設(shè)施工出道面品質(zhì)優(yōu)越、壽命更長的機(jī)場道面工程。

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