引气减水混凝土在东北机场道坪工程中的施工技术研究

孙凤彬等

摘 要：该文在目前我国场坪混凝土施工现状的基础上，结合实际工程施工实例，从配合比设计、搅拌运输、浇注成型、养护切缝等方面论述了加入引气减水剂的混凝土在场坪工程中的施工技术。

关键词：引气减水剂 配合比 浇注 养护 施工技术

中图分类号：T

U528 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0035-02

我国东北地区的场坪均采用的是水泥混凝土道面较多[1]，而其自然条件相对恶劣，高寒、高温差、大风干热环境覆盖大部分地区，在这些严酷的环境条件作用下，普通混凝土板面很快发生破坏，其使用寿命不到南方地区的一半。

外加剂能显著提高水泥混凝土的工作性能以及使用性能已经被广大混凝土工程界所认可。对于场坪混凝土而言，加入了外加剂的水泥混凝土其强度，抗渗、抗冻性能都有显著的提高，特别是加入了引气减水的复合型外加剂，不仅起引气作用还能提高混凝土强度，弥补由于含气量而使混凝土强度降低的不利[2]。然而场坪混凝土施工是面状、露天施工，有其自身特点，不同于其它建筑混凝土施工，施工技术在很大程度上影响了外加剂的增强效果，因此研究引气减水混凝土的施工技术具有重要意义。该文主要通过配合比设计、搅拌运输、浇筑成型、养护切缝等方面论述引气减水混凝土在东北场坪工程中的施工技术。

1 引气减水混凝土配合比设计

加入引气减水剂的场坪水泥混凝土对原材料的要求比较高，尤其是砂、石的级配和含水量的变化对搅拌出的混凝土和易性、成品道坪混凝土质量影响较大，因此对配合比的设计提出了新的要求。表1是依据实际工程经验所得出的北方机场道坪混凝土各项指标范围。

为更好的对引气减水混凝土的配合比设计进行研究，该文结合内蒙古某场坪扩建工程对其探讨。

1.1 材料选择

1.1.1 水泥

工程采用蒙西“日当山”牌道路硅酸盐42.5级（低碱）水泥，各项检测指标见（表2）。

1.1.2 砂

试配用砂为海拉尔产河砂，砂的各项检测指标分别见表3和表4。

1.1.3 碎石

机场道面混凝土采用碎石为5～40 mm粒径的连续级配碎石，试配用碎石采用海拉尔北山碎石，通过计算和试配，掺配调整为满足级配要求的碎石。调整完毕后的碎石级配见表5。

外加剂采用北京安建世纪科技发展有限公司生产的AJF-6混凝土高效引气减水剂。水采用当地饮用水。

1.2 配合比确定

混凝土配制强度按道面混凝土配制强

度公式：F配=F设+1.645σ=5.0+1.645×0.60

=6.0 MPa，混凝土配合比的28天试配强度不应低于6.0 MPa。

砂率采用质量砂率。考虑砂子和石子的级配，碎石的针片状含量较多，含泥量不高，砂率取较大值为0.32。碎石的比例应满足比表面积最小，单位质量堆积密度最大为准。采用计算和试配校核确定。经试验确定碎石比例为∶大石∶中石∶小石=5∶4∶1。

水泥用量不宜超过330 kg/m3。考虑到水泥强度等级为42.5级，砂率较大，水泥用量325 kg/m3。引气减水剂掺量为水泥质量的2.5%。该机场属严寒地区，昼夜温差较大且施工期短，综合考虑工程施工和工程质量，初步确定水灰比为0.40。考虑施工和混凝土耐久性，含气量宜控制在3.0%～4.0%之间。混凝土搅拌采用60升单卧轴强制搅拌机，搅拌时间90 s。

测定不同配合比的含气量、维勃稠度、容重，观察成型试件后的情况，确定配合比，如表6所示。选定配合比选定配合比的维勃稠度10～20 s和易性较好无泌水现象。

1.3 试件成型与效果检测

抗折试件采用振动成型，其拌和性能较为稳定，含气量3.0～4.0%之间。拆模后放入标准养护室进行养护，分别测定其7 d和28 d的强度。试件测定结果见表7。

实验结果表明此混凝土配合比满足强度和耐久性要求。

2 搅拌运输

场坪混凝土通常属于干硬性混凝土，不易采用混凝土罐车运输，而混合料从搅拌站运至现场最长时间不应超过30min [3]，再考虑车辆、气候和质量监控等各方面的因素，通常的场坪混凝土浇筑必须在施工区域附近架设混凝土搅拌站。引气减水剂混凝土的工作性能主要受搅拌站的计量、投送方式及单位时间产量等因素影响。

2.1 搅拌站的计量与投料方式

混凝土搅拌站配料普遍采用电子秤计量，而在加水的方式上还有部分小的搅拌站还采用时间继电器控制水的掺加量，道坪混凝土搅拌应避免采用此种加水方式，混凝土如果不能连续搅拌，采用此种方式每盘混凝土加水量的变化很大，将超出标准要求。搅拌站所有的电子计量秤必须通过计量检定部门的检定，确保其精度满足要求。同时搅拌站应每10个台班或混凝土拌合料出现问题时对电子秤进行校对。

目前，机场道坪混凝土标准对砂石的配料控制（允许质量偏差）要求为±3%，水和水泥±1%，外加剂一般采用±1.5%。

目前外加剂分为水剂和粉剂两种形式，可以直接投料或溶于水同水一起计量加入，不管采用何种形式外加剂，建议应单独计量后直接投入，避免外加剂掺入偏差超出控制范围，造成工程事故。

2.2 混凝土搅拌时间控制

由于场坪混凝土施工中采用自卸翻斗车运输的小坍落度的半干硬性的混凝土，搅拌机械架设越多，对混凝土的质量控制越不利，应采用尽可能大和自动化程度高的搅拌站进行搅拌。

对于单个的搅拌站，搅拌时间是影响混凝土质量的主要因素。外加剂采用水剂，双卧轴搅拌机的单方纯搅拌时间不低于90 s，粉剂的纯搅拌时间不宜低于120 s。

虽然使用粉剂会延长纯搅拌时间，但是采用粉剂搅拌出来的混凝土的质量稳定，其各项性能优于采用水剂搅拌出来的混凝土。特别是对于掺用引气剂的外加剂，粉剂的保存和引气效果明显强于水剂。endprint

3 浇筑成型

对于机场道面混凝土而言，加入减水率超过15%的减水剂的混凝土或者说水灰比小于0.42的混凝土，如果再引入引气剂，可供混凝土在浇筑成型过程中损失的水要比不加外加剂的普通混凝土少17 kg/m3以上，因此，其在浇筑成型过程中产生出与普通道面混凝土不同的工作特性或者说其有更高的工作敏感性，对其成型的环境条件要求更加苛刻。

加外加剂的道坪混凝土浇筑成型主要就是更加严格的控制混凝土的失水和温度应力对混凝土产生的破坏。

3.1 浇注时间控制

混凝土浇筑时间的选择就是使混凝土中水分的蒸发量小于混凝土可施工操作的水灰比的临界值，确保混凝土在不停的失水过程中可完成混凝土浇筑的各道工序。浇筑时应尽量避免阳光照射、大风和气温过高，同时还要考虑空气湿度、混凝土浇注量的大小和混凝土的供应速度等因素。

根据经验，在东北地区，风力三级以下，无阳光直射道面混凝土，浇筑过程中最高气温不超25 ℃时，空气相对湿度超过30%可选择下午15点后开始浇筑混凝土。风力加大、温度升高时，浇筑时间应适当向后推迟1～3 h开始浇筑。

3.2 成型时间控制

混凝土在空气中暴露的时间越长，混凝土的失水量就越多，水泥水化反应消耗的水就越多，混凝土施工的可操作性越差，道面混凝成型越困难，混凝土越容易产生质量问题。因此，在短时间内完成混凝土的成型对于加外加剂的混凝土意义重大。

《民用机场飞行区道面工程施工技术要求》（MH5006—2002）对混凝土的浇筑成型时间有明确的规定如表8所示。加外加剂的混凝土在低温（<20 ℃）时的水化反应与普通混凝土相近，高温（>20 ℃）时的水化和失水都比普通混凝土强烈，因此混凝土成型时间应缩短15～30 min。

在混凝土供应充足的情况下，混凝土浇筑过程主要时间是耗费在混凝土的找平上，缩短混凝土成型时间关键是减少混凝土的找平施工时间。

4 养护切缝

4.1 养护

对于加外加剂的混凝土而言，应尽早开始养护，保持混凝土表面的温度和湿度。通常道面混凝土成型18 h内如果混凝土面层失水容易产生干缩裂缝，1～3 d内表层失水容易造成发丝裂纹和混凝土面层强度降低，3～14 d如果养护不当，也会产生发丝裂纹，面层混凝土降低，只是程度相对较轻。随着时间的推移，因养护不当产生问题的可能性越小。因此，加强早期混凝土早期养护很重要。

早期的养护方式很多，建议最好是苫盖塑料薄膜，但其造价过高，施工和维护多不便。东北地区通常采用喷洒养护剂和苫盖无纺布相结合。养护剂的使用应细心和慎重。

4.2 切缝

混凝土的切缝是为了使混凝土板在温度应力作用下沿切缝方向规则断裂。切缝时机必须在混凝土的温度应力将混凝土板拉断前将混凝土板切开。

加入了引气减水剂的道面混凝土有比较强的温度敏感性，温度的变化会强烈影响加外加剂混凝土的强度增长。引气减水混凝土高温强度增长较普通道面混凝土快，低温较普通混凝土慢。可以引入软切缝机，提前4～5 h对混凝土道面板切缝，这也能有效的预防道面混凝土的断板。在施工平均温度较低的月份同日时温差较大的地区，准备软切缝机目前是比较好的选择。

5 结语

（1）进行引气减水混凝土配合比设计时，应根据原材料的性质试配，找到最佳配合比，到现场施工时，应根据施工环境合理调整，以满足施工要求。

（2）引气减水混凝土搅拌站宜架设在施工区域附近，配料采用电子秤计量，要严格控制好其搅拌时间。

（3）引气减水混凝土对施工环境敏感性较高，宜在下午15点后浇筑，并尽快完成混凝土的成型。

（4）引气减水混凝土要做好早期的养护，细心和慎重使用养护剂，宜提前4～5 h用软切缝机对混凝土道面板进行切缝。

参考文献

[1] 苗健.东北地区机场道面病害成因及对策探讨[D].第四届国际道路和机场路面技术大会论文集，2002.

[2] 葛文璇，许薇，陈惠琴.引气剂和引气减水剂在混凝土工程中的应用[M].山西建筑，2008.

[3] 王鹏辉，陈琼.机场水泥混凝土道面施工工艺探讨[J].科技创新导报，2011 （25）.endprint

3 浇筑成型

对于机场道面混凝土而言，加入减水率超过15%的减水剂的混凝土或者说水灰比小于0.42的混凝土，如果再引入引气剂，可供混凝土在浇筑成型过程中损失的水要比不加外加剂的普通混凝土少17 kg/m3以上，因此，其在浇筑成型过程中产生出与普通道面混凝土不同的工作特性或者说其有更高的工作敏感性，对其成型的环境条件要求更加苛刻。

加外加剂的道坪混凝土浇筑成型主要就是更加严格的控制混凝土的失水和温度应力对混凝土产生的破坏。

3.1 浇注时间控制

混凝土浇筑时间的选择就是使混凝土中水分的蒸发量小于混凝土可施工操作的水灰比的临界值，确保混凝土在不停的失水过程中可完成混凝土浇筑的各道工序。浇筑时应尽量避免阳光照射、大风和气温过高，同时还要考虑空气湿度、混凝土浇注量的大小和混凝土的供应速度等因素。

根据经验，在东北地区，风力三级以下，无阳光直射道面混凝土，浇筑过程中最高气温不超25 ℃时，空气相对湿度超过30%可选择下午15点后开始浇筑混凝土。风力加大、温度升高时，浇筑时间应适当向后推迟1～3 h开始浇筑。

3.2 成型时间控制

混凝土在空气中暴露的时间越长，混凝土的失水量就越多，水泥水化反应消耗的水就越多，混凝土施工的可操作性越差，道面混凝成型越困难，混凝土越容易产生质量问题。因此，在短时间内完成混凝土的成型对于加外加剂的混凝土意义重大。

《民用机场飞行区道面工程施工技术要求》（MH5006—2002）对混凝土的浇筑成型时间有明确的规定如表8所示。加外加剂的混凝土在低温（<20 ℃）时的水化反应与普通混凝土相近，高温（>20 ℃）时的水化和失水都比普通混凝土强烈，因此混凝土成型时间应缩短15～30 min。

在混凝土供应充足的情况下，混凝土浇筑过程主要时间是耗费在混凝土的找平上，缩短混凝土成型时间关键是减少混凝土的找平施工时间。

4 养护切缝

4.1 养护

对于加外加剂的混凝土而言，应尽早开始养护，保持混凝土表面的温度和湿度。通常道面混凝土成型18 h内如果混凝土面层失水容易产生干缩裂缝，1～3 d内表层失水容易造成发丝裂纹和混凝土面层强度降低，3～14 d如果养护不当，也会产生发丝裂纹，面层混凝土降低，只是程度相对较轻。随着时间的推移，因养护不当产生问题的可能性越小。因此，加强早期混凝土早期养护很重要。

早期的养护方式很多，建议最好是苫盖塑料薄膜，但其造价过高，施工和维护多不便。东北地区通常采用喷洒养护剂和苫盖无纺布相结合。养护剂的使用应细心和慎重。

4.2 切缝

混凝土的切缝是为了使混凝土板在温度应力作用下沿切缝方向规则断裂。切缝时机必须在混凝土的温度应力将混凝土板拉断前将混凝土板切开。

加入了引气减水剂的道面混凝土有比较强的温度敏感性，温度的变化会强烈影响加外加剂混凝土的强度增长。引气减水混凝土高温强度增长较普通道面混凝土快，低温较普通混凝土慢。可以引入软切缝机，提前4～5 h对混凝土道面板切缝，这也能有效的预防道面混凝土的断板。在施工平均温度较低的月份同日时温差较大的地区，准备软切缝机目前是比较好的选择。

5 结语

（1）进行引气减水混凝土配合比设计时，应根据原材料的性质试配，找到最佳配合比，到现场施工时，应根据施工环境合理调整，以满足施工要求。

（2）引气减水混凝土搅拌站宜架设在施工区域附近，配料采用电子秤计量，要严格控制好其搅拌时间。

（3）引气减水混凝土对施工环境敏感性较高，宜在下午15点后浇筑，并尽快完成混凝土的成型。

（4）引气减水混凝土要做好早期的养护，细心和慎重使用养护剂，宜提前4～5 h用软切缝机对混凝土道面板进行切缝。

参考文献

[1] 苗健.东北地区机场道面病害成因及对策探讨[D].第四届国际道路和机场路面技术大会论文集，2002.

[2] 葛文璇，许薇，陈惠琴.引气剂和引气减水剂在混凝土工程中的应用[M].山西建筑，2008.

[3] 王鹏辉，陈琼.机场水泥混凝土道面施工工艺探讨[J].科技创新导报，2011 （25）.endprint

3 浇筑成型

对于机场道面混凝土而言，加入减水率超过15%的减水剂的混凝土或者说水灰比小于0.42的混凝土，如果再引入引气剂，可供混凝土在浇筑成型过程中损失的水要比不加外加剂的普通混凝土少17 kg/m3以上，因此，其在浇筑成型过程中产生出与普通道面混凝土不同的工作特性或者说其有更高的工作敏感性，对其成型的环境条件要求更加苛刻。

加外加剂的道坪混凝土浇筑成型主要就是更加严格的控制混凝土的失水和温度应力对混凝土产生的破坏。

3.1 浇注时间控制

混凝土浇筑时间的选择就是使混凝土中水分的蒸发量小于混凝土可施工操作的水灰比的临界值，确保混凝土在不停的失水过程中可完成混凝土浇筑的各道工序。浇筑时应尽量避免阳光照射、大风和气温过高，同时还要考虑空气湿度、混凝土浇注量的大小和混凝土的供应速度等因素。

根据经验，在东北地区，风力三级以下，无阳光直射道面混凝土，浇筑过程中最高气温不超25 ℃时，空气相对湿度超过30%可选择下午15点后开始浇筑混凝土。风力加大、温度升高时，浇筑时间应适当向后推迟1～3 h开始浇筑。

3.2 成型时间控制

混凝土在空气中暴露的时间越长，混凝土的失水量就越多，水泥水化反应消耗的水就越多，混凝土施工的可操作性越差，道面混凝成型越困难，混凝土越容易产生质量问题。因此，在短时间内完成混凝土的成型对于加外加剂的混凝土意义重大。

《民用机场飞行区道面工程施工技术要求》（MH5006—2002）对混凝土的浇筑成型时间有明确的规定如表8所示。加外加剂的混凝土在低温（<20 ℃）时的水化反应与普通混凝土相近，高温（>20 ℃）时的水化和失水都比普通混凝土强烈，因此混凝土成型时间应缩短15～30 min。

在混凝土供应充足的情况下，混凝土浇筑过程主要时间是耗费在混凝土的找平上，缩短混凝土成型时间关键是减少混凝土的找平施工时间。

4 养护切缝

4.1 养护

对于加外加剂的混凝土而言，应尽早开始养护，保持混凝土表面的温度和湿度。通常道面混凝土成型18 h内如果混凝土面层失水容易产生干缩裂缝，1～3 d内表层失水容易造成发丝裂纹和混凝土面层强度降低，3～14 d如果养护不当，也会产生发丝裂纹，面层混凝土降低，只是程度相对较轻。随着时间的推移，因养护不当产生问题的可能性越小。因此，加强早期混凝土早期养护很重要。

早期的养护方式很多，建议最好是苫盖塑料薄膜，但其造价过高，施工和维护多不便。东北地区通常采用喷洒养护剂和苫盖无纺布相结合。养护剂的使用应细心和慎重。

4.2 切缝

混凝土的切缝是为了使混凝土板在温度应力作用下沿切缝方向规则断裂。切缝时机必须在混凝土的温度应力将混凝土板拉断前将混凝土板切开。

加入了引气减水剂的道面混凝土有比较强的温度敏感性，温度的变化会强烈影响加外加剂混凝土的强度增长。引气减水混凝土高温强度增长较普通道面混凝土快，低温较普通混凝土慢。可以引入软切缝机，提前4～5 h对混凝土道面板切缝，这也能有效的预防道面混凝土的断板。在施工平均温度较低的月份同日时温差较大的地区，准备软切缝机目前是比较好的选择。

5 结语

（1）进行引气减水混凝土配合比设计时，应根据原材料的性质试配，找到最佳配合比，到现场施工时，应根据施工环境合理调整，以满足施工要求。

（2）引气减水混凝土搅拌站宜架设在施工区域附近，配料采用电子秤计量，要严格控制好其搅拌时间。

（3）引气减水混凝土对施工环境敏感性较高，宜在下午15点后浇筑，并尽快完成混凝土的成型。

（4）引气减水混凝土要做好早期的养护，细心和慎重使用养护剂，宜提前4～5 h用软切缝机对混凝土道面板进行切缝。

参考文献

[1] 苗健.东北地区机场道面病害成因及对策探讨[D].第四届国际道路和机场路面技术大会论文集，2002.

[2] 葛文璇，许薇，陈惠琴.引气剂和引气减水剂在混凝土工程中的应用[M].山西建筑，2008.

[3] 王鹏辉，陈琼.机场水泥混凝土道面施工工艺探讨[J].科技创新导报，2011 （25）.endprint