高原地區道面混凝土抗表面剝落性能研究與應用

劉欣

摘 要：高原地區機場道面工程建設中，混凝土是其主要的施工材料。由于高原地區在氣候條件和地理環境上與盆地地區存在著很大的差異，所以其在采用混凝土進行機場道面工程建設和施工時，難免會因為地理條件的影響，而出現混凝土表面剝落現象，嚴重者還會產生混凝土表面脫層、凍脹。乃至開裂。鑒于此，本篇文章對其進行深入探究，針對我國高原地區機場道面工程混凝土道面的施工，詳細分析了道面混凝土的抗表面剝落性，并對道面混凝土除冰鹽破壞的機理以及抗表面剝落性的評價指標作了論述，得出相關結論，供同行參考。

關鍵詞：高原地區；混凝土；抗表面剝落性；研究

我國高原地區機場道面工程，在建設施工中大量采用了混凝土結構材料，但由于高原地區所在的地理條件相對比較惡劣，氣溫、輻射、風力、積雪等多種因素對混凝土材料的施工質量會產生嚴重影響，進而導致高原地區機場道面工程整體質量不佳，甚至造成材料、資源和能源的浪費。因此，在高原地區混凝土機場道面工程的施工中，有必要結合高原地區惡劣的地理條件，并充分考慮地理條件對混凝土結構及施工質量的影響，采取相關措施，有效預防和消除混凝土表面剝落現象，達到提升混凝土抗表面剝落性能，保證混凝土施工質量，延長道路路面使用壽命的目的。

1 機場道面工程道面混凝土

相比于普通混凝土，道面混凝土具有強度更高、穩定性更好、耐久性更強以及施工維護費用更低等優點，目前已成為我國機場跑道和跑道路面施工中的一種主要結構形式。事實上，比起普通混凝土，道面混凝土所具有的最獨特的一個性質是它的抗表面剝落性，但在目前，人們對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場道面施工中應用的愈加廣泛，以及高原地區機場建設規模的不斷擴展，對道面混凝土抗表面剝落性進行研究的必要性也越來越大。為此，本文針對我國高原地區道面混凝土的性質和施工特點，通過實驗研究方式，對其抗表面剝落性作深入的研究和探索。

2 機場道面工程關于道面混凝土抗表面剝落性的研究

2.1 機場道面工程道面混凝土除冰鹽破壞的機理

在高原地區建設工程施工中，如果采用普通混凝土來進行道面工程的施工，考慮到道面積雪的影響，通常會在路面撒布適當的除冰鹽和除冰液，以保證道面的正常運行。但由于除冰鹽和除冰液具有破壞凍融混凝土結構的作用，所以極容易導致道面發生凍脹、脫層以及開裂現象，在降低了道面工程質量的同時，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。

對于道面混凝土來說，除冰鹽滲透到哪個深度，哪個深度以上的表面砂漿或混凝土表層就脫落其破壞速度遠大于內部凍融破壞的速度，也遠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，導致加除冰鹽的混凝土中所含的水比無除冰鹽混凝土表現出更低的蒸發速率和更高的飽和度。因而當受凍時，混凝土中將產生更高的結冰壓。另外，由于鹽的濃度差，受凍時分層結冰產生壓力差，同時融化冰時需要的熱量使混凝土表面的溫度劇降，導致額外的凍壞。除冰鹽不僅會使混凝土產生嚴重的鹽凍剝蝕破壞，且在非凍融條件下也同樣觀察到除冰鹽引起混凝土破壞。這是因為鹽溶液在干濕循環條件下同樣能夠形成鹽結晶，這種結晶壓同樣造成混凝土鹽脹破壞。

2.2 抗表面剝落試驗方法與評價指標

2.2.1 實驗中所采取的主要試驗方法

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

（1）將混凝土結構試件放置或侵泡在鹽溶液中進行凍融試驗。

（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，再對其進行凍融。

2.2.2 道面混凝土抗表面剝落性的實驗結果

本篇文章省去對道面混凝土抗表面剝落性實驗的介紹，直接對實驗結果作詳細論述。在道面混凝土抗表面剝落性的研究實驗中，實驗人員通過采取一系列實驗措施和手段，對道面混凝土的配合比以及抗凍性能作了相關測試，經分析和驗證后，得出以下結論：

（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，抗凍等級僅達到F100，不能滿足嚴寒、寒冷地區道面混凝土的抗凍等級要求，只能滿足微凍和非冰凍地區道面混凝土的抗凍等級要求。

（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%，抗凍等級達到機場道面工程F200，可以滿足寒冷地區道面混凝土的抗凍等級要求。這是由于優質粉煤灰在混凝土中發揮的微集料效應、填充效應使水泥石結構更為致密，火山灰效應生成更多的C-S-H機場道面工程凝膠，填充了混凝土自身的毛細孔，改善了混凝土內部結構以及過渡區的界面結構。

（3）摻引氣減水劑的道面混凝土（YJ）：抗表面剝落性能明顯優于傳統的普通道面混凝土，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，抗凍機場道面工程性能得到機場道面工程更大機場道面工程改善，抗凍等機場道面工程級達機場道面工程到F300?？梢詽M足嚴寒、寒冷地區道面混凝土的抗凍等級要求。

（4）粉煤灰與引氣減水劑復合的道面混凝土（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，抗凍等級大于F300，可以滿足嚴寒、寒冷地區道面混凝土的抗凍要求，其主要原因是摻入的優質粉煤灰和引氣減水劑綜合作用的結果。因此，青藏高原嚴寒、寒冷地區宜推廣應用粉煤灰與引氣減水劑復合的高性能道面混凝土。

結束語

機場道面工程建設中，混凝土是道路路面的主要施工材料，其所具有的較強抗壓性、抗震性以及良好的滲透性、經久耐用性等多種性質使其成為了各大建筑工程廣泛采用的一種建筑材料。然而鑒于高原地區地理條件的不同，混凝土應用于高原地區機場道面工程時，可能會因為外界環境的影響而出現表面凍脹、開裂等問題，這就需要相關人員對現有混凝土的性能、特點等進行探索和研究，結合高原地區地理條件，研制出強度更高、勻質性和抗表面剝落性更好的道面混凝土，以滿足高原地區機場道面工程的施工要求，建設施工出道面品質優越、壽命更長的機場道面工程。

參考文獻

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