机场地面混凝土鼓胀原因及处理措施
2014-12-02王惠玲甘肃土木工程科学研究院甘肃兰州730020
王惠玲 黄 华 姜 辉（甘肃土木工程科学研究院，甘肃 兰州 730020）
1 工程概况
混凝土主体结构为二层现浇钢筋混凝土框架，局部设一层地下室，一层局部夹层，夹层楼板不连续。地面施工工艺：三七灰土垫层，厚度不等，基槽部位1米到2米，地下室周边8米，房心部位0.3米到0.5米；上层为10cm素混凝土。三七灰土垫层和素混凝土施工日期：2013年5～6月。大概9月开始，地面出现大面积鼓胀，最大鼓胀高度约8厘米，局部有裂缝。
2 检测内容
2.1 灰土垫层原材料检验
2.1.1 素土
表1 素土检验结果
2.1.2 石灰
表2 石灰检验结果
依据《建筑消石灰粉》JC/T481-2013[1]，该石灰的(CaO+MgO)含量和SO3含量均不符合规范要求，(CaO+MgO)含量低于标准要求，而SO3含量高于标准要求5倍左右。
2.1.3 三七灰土（取自膨胀部位）
表3 三七灰土（取自膨胀部位）检验结果
2.1.4 三七灰土（取自未发生膨胀部位）
表4 三七灰土(取自未发生膨胀部位)检验结果
2.2 现场调查情况
1）石灰进入施工现场后未消解、未过5mm筛、直接拌合使用；
2）石灰和素土的体积计量不准确，采用估计方法；
3）三七灰土采用人工拌合，不均匀；
4）三七灰土垫层膨胀严重的部位，7～8月下雨时有雨水渗入；
5）开挖三七灰土垫层时，有冻结现象。
3 地面鼓胀原因分析
3.1 生石灰消化引起的体积膨胀。石灰进入施工现场后未进行消解、未过5mm筛，和土大致3：7体积比加水搅拌后直接使用。三七灰土拌合时加水量达到最优含水率，其中的生石灰大量在碾压后很快水化，这部分灰土垫层不膨胀或只有微膨胀；三七灰土拌合时加水量未达到最优含水率的，其中的生石灰（包括过烧生石灰）碾压后遇水消解膨胀，生石灰水化[2]体积会膨胀1～2.5倍，膨胀的快慢以及膨胀量和未消化的生石灰以及过少生石灰的量有关，正常未消解生石灰遇水立即膨胀，过烧生石灰膨胀十分缓慢。地面周边和伸缩缝进水区域属于这种膨胀引起。试验结果也是膨胀区域含水率高（17.1%），未膨胀区域含水率低（10.5%）。
3.2 三七灰土中土中的SO42-与消石灰Ca(OH)2反应生成CaSO4·2H2O（石膏），体积膨胀，致使混凝土地面鼓胀。三七灰土化验分析结果表明灰土膨胀部位Ca2+含量是未膨胀部位的3倍左右，同时有较高的SO42-和含水率。
3.3 进水部位近期有膨胀增加现象。在现场开挖灰土垫层时发现灰土垫层有冻结现象，冻结膨胀也会使混凝土地面鼓胀。
4 处理措施
1）铲除臌胀较大部位的混凝土层和300mm三七灰土垫层；
2）在混凝土垫层下回填300mm砂加石；
3）在混凝土垫层上做一层防水。
