浅析阿里昆沙机场水泥混凝土道面开裂、龟裂的成因
及预防措施
贾宏财 刁军亮 中国航空港建设第九工程总队
摘 要：本文较为简要地叙述了阿里昆沙机场水泥混凝土道面容易出现龟裂、开裂的原因，分析在施工中如何预防和减少水泥混凝土道面产生开裂、龟裂现象。
关键词：阿里 机场 水泥混凝土 道面 开裂 预防措施
一、概述
水泥混凝土道面是一种刚度大、扩散荷载能力强、稳定性能好的道面结构，该种道面结构建设成本较低、使用寿命较长、适用范围较广、耐候性较好。目前为了适应航空运输业的发展，我国许多机场大量的采用水泥混凝土道面。但水泥混凝土道面也有其自身缺点，砼易产生龟裂，虽然龟裂只是砼表面发丝裂纹或干缩裂纹，但它不仅影响着道面的美观，长期在超重动荷载反复交替作用下，这种细小裂纹易疲劳扩散，最终导致断板，就影响着砼道面质量和长期使用寿命。因而在机场跑道砼道面施工中，如何防止和减少龟裂现象已经成为一个亟待解决的课题，结合我总队长期在各类型机场砼道面工程施工中不断探索、实践，我们积累了部分施工经验，在此与大家共同探讨，如有不当之处，欢迎指正。
二、水泥砼道面龟裂的原因
水泥砼道面发生龟裂的主要原因之一是因为砼表面水分散失，体积收缩，砼初期强度不能抵抗这种变形而产生的应力，造成砼表面出现不连贯的且不规则的裂纹。这种裂纹宽度一般在0.05mm 以内，深度一般在2—6mm左右，当雨水冲洗砼板面，当表面逐渐干燥时，这些裂纹清晰可见。由于该种裂缝窄而且深度较浅，道面又有纹理和粗糙度，只是治理难度较大且效果不佳，因而宜以预防为主。常见水泥砼道面龟裂的原因主要有以下几个方面：
（一） 原材料质量因素
1 水泥质量的影响：
（1） 水泥中的游离氧化钙（f-CaO）超过限量，在水泥凝结硬化后还继续起水化作用，破坏已经硬化的水泥石，使砼抗拉强度降低，易发生龟裂；
（2） 水泥的水化热高、收缩大，易导致砼道面表面龟裂。
2 砂含泥量超标易导致砼道面的表面龟裂。
由于道面砼表层结构5~10mm厚为净砂浆层，若砂的含泥量超标，由于“泥”的颗粒很细、很小，比表面积大，收缩性大，因而易产生干缩裂缝。在施工中要非常重视砂的选择，每批砂都应先检测后使用，对不合格的砂一律拒绝进场，或进行处理，直至合格以后才能使用。
砂石中的含量是指粒径小于0.080mm的颗粒的含量。它是以表面覆盖的形式存在，国标（JGJ52-92）对混凝土用砂的含量和泥块含量限值规定如下表：
混凝土用砂、含泥量和泥块含量限值（JGJ52-92）
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混凝土强度等级 |
含泥量（质量，%） |
泥块含量（质量，%） |
备 注 |
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≥C30 |
≤3.0 |
≤1.0 |
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<C30 |
≤5.0 |
≤2.0 |
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3 碎石石粉含量超标易导致砼道面的表面龟裂。
碎石石粉大都含泥土砂尘，道面砼选用0.5—2cm和2—4cm的碎石，其石粉含量必须小于1%—3%，否则既影响砼配合比（相当于增加细砂）又导致表层砂浆局部收缩不均，加剧龟裂现象的发生。
（二） 砼配合比不当
一般说来，砼配合比不当的原因主要是施工中计量不准造成的，主要是有以下几这个情况：
1.单位水泥用量偏大
砼中引起表层龟裂主要是收缩导致的，而引起收缩的成分主要是水泥石。过多的水泥用量，必然导致较大的收缩而引发龟裂。
2.水灰比偏大
有关资料表明：水泥完全水化的最底水灰比为0.26~0.29，水灰比如果偏大，就会使水泥在水化初期骨料表面的水膜厚度增加，同时在浇注砼过程中，经平板震动器、排式振捣器和行夯震捣后道面表层砂浆厚度增大，使表层龟裂的可能性大大增加。
3.搅拌站电子计量失调
未按标准级配调整好用水量与砂、石、水泥用量，影响了砼配合比的准确性，砂与水泥用量偏大，而碎石用量偏小，极易产生龟裂现象。
（三） 施工工艺、机具的影响：
1.使用振捣、夯实机具不当。尤其是行夯底部嵌入钢模表面厚度与振动电机功率的匹配，直接决定砼道面表层与下部粗骨料层厚度比例，若表层砂浆（细骨料层）太厚，则上下强度不均，表面收缩即出现龟裂开裂。我们在阿里机场道面砼施工过程中将表层砂浆（细骨料层）厚度控制在3~5mm左右范围内，收到了较好的效果。
2.材料（砂、石）温度过高，再加上水泥的水化热导致砼拌和物温度过高，使砼在冷却、硬化过程中收缩加大，导致表面产生龟裂。
3.抹面、拉毛方法和时间不当，导致局部表面挤压收缩不一致产生龟裂。
（四） 养生不当
养生不及时或方法不当，尤其是气温高、风沙大的条件下若不及时采用覆盖物的湿法养护，仅靠间歇给砼表面洒水，间隔时间长了砼表面水分就会蒸发太快，从而形成表面干缩小裂缝（即龟裂）。
（五） 保温散热措施不当
养护初期水泥砼的温度场不均匀，各种保温散热措施不力，也是导致水泥砼产生早期裂缝的主要原因之一。
三、预防措施
在阿里机场道面砼浇筑过程中，我们采取了以下几项预防龟裂的技术措施：
1. 严把材料质量关，坚决杜绝不合格材料进入施工现场。
（1） 水泥不仅必须用指定统供的大厂水泥，而且对每批水泥进场入库后一律按批送检，鉴定其铝酸酸钙、二氧化硫、氧化镁的含量，材料合格后才准使用。
（2） 砂宜采用细度模数在2.5mm以上、含泥量在3%以内的中砂。
（3） 碎石宜选用没有碱活性反应的石材，且为低收缩性骨料，例如花岗岩、石英岩、白云岩；不宜采用收缩比较强的骨料，如砂岩、板岩、角质岩等。
（4） 夏天气候炎热，应掺适量相应的减水剂，减少水灰比，使砼缓凝，砼因失水减慢，从而达到防止砼表面开裂的目的。
2. 严格检校调试电子计量器，选择精确的配合比。采用具有电子计量装置的新型搅拌站，投入使用前送计量局检校，合格后方可使用，但使用中加强调试，特别是对碎石与中砂惯性余量应掌握好，使其达到既定配合比。
3. 调试好每罐砼用水量，控制好水灰比。在保证砼强度的前提下，宜选用低砂率、低水灰比的施工配合比，骨料有良好的级配，塌落度控制在1~3cm低流动性砼，每天搅拌前先测定砂、石的含水率，计量上根据其含水率调整水的用量。
4. 运用正确的施工工艺：
（1） 选用正确的搅拌时间。搅拌时间的长短直接影响砼的质量， C30碎石砼每罐搅拌用的时间不少于90秒，效果比较好。
（2） 浇筑砼三个重要步骤：浇筑前应做到模板刷脱模剂和基层洒水保持湿润；摊铺振捣时平板振动器和插入式振动棒每板（棒）停留时间应控制在30~45秒之间，不能过振；收面时增加一道铁板抹压工序，做面完成后应及时用塑料布遮盖。
（3） 行夯的加工选择。行夯嵌入钢模顶面以内的空间深度h是一项非常重要的技术指标。要使砼道面表面砂浆厚度控制在3~5mm以内，hmax≤10mm，我们运用的h值是8mm。
（4） 及时养生并运用正确的养护方法。道面砼养生是确保质量的一个非常重要的工艺环节，如果方法不当，则很容易引起龟裂。在施工过程中，由于高温天气提前来临，我们首先加强了早期养护。因为砼处于长期潮湿状态下初始应力减小，收缩速度较慢，表面出现龟裂的可能性就会大大减小。具体方法是拉毛后1~2小时即用塑料布覆盖，使塑料布与砼表面紧密接触，达到利用砼自身蒸发水分进行养护的效果。36~48小时后，可将塑料布撤除，再用单层土工布、麻袋或双层草袋全方位覆盖，并开始洒水养护，一直坚持让覆盖物始终保持湿润状态，并由专人负责洒水养护，确保洒水覆盖养护时间达到14天以上。这样既避免了阳光直射和风沙过大使砼表面水分蒸发太快而形成干缩裂缝，又防止了白天升温过高、夜间降温收缩产生龟裂，收到了很好的效果。
四、结论
当今社会，尽管高新技术产业日新月异，而砼道面仍然深受人们喜爱。因为它具有强度高，耐久性好，后期养护费用低，色泽醒目，反光力强，有利于车辆及飞机夜间通行等优点。
砼道面的龟裂（表面发丝裂纹）是可以预防的。如果参照本文总结的施工方法严格落实，就一定能达到比较理想的目的，然而，工程施工必须认真细致，无论任何一个小的工艺环节出了问题，都可能导致砼表面龟裂的产生，这就要求我们的前后台始终步调一致，工长坚守岗位，督促施工班组严格遵守工艺规程，贯彻执行正确的工艺方法，确保工程质量达到优良。
