高原地区道面混凝土抗表面剥落性能研究与应用

刘欣

摘 要：高原地区机场道面工程建设中，混凝土是其主要的施工材料。由于高原地区在气候条件和地理环境上与盆地地区存在着很大的差异，所以其在采用混凝土进行机场道面工程建设和施工时，难免会因为地理条件的影响，而出现混凝土表面剥落现象，严重者还会产生混凝土表面脱层、冻胀。乃至开裂。鉴于此，本篇文章对其进行深入探究，针对我国高原地区机场道面工程混凝土道面的施工，详细分析了道面混凝土的抗表面剥落性，并对道面混凝土除冰盐破坏的机理以及抗表面剥落性的评价指标作了论述，得出相关结论，供同行参考。

关键词：高原地区；混凝土；抗表面剥落性；研究

我国高原地区机场道面工程，在建设施工中大量采用了混凝土结构材料，但由于高原地区所在的地理条件相对比较恶劣，气温、辐射、风力、积雪等多种因素对混凝土材料的施工质量会产生严重影响，进而导致高原地区机场道面工程整体质量不佳，甚至造成材料、资源和能源的浪费。因此，在高原地区混凝土机场道面工程的施工中，有必要结合高原地区恶劣的地理条件，并充分考虑地理条件对混凝土结构及施工质量的影响，采取相关措施，有效预防和消除混凝土表面剥落现象，达到提升混凝土抗表面剥落性能，保证混凝土施工质量，延长道路路面使用寿命的目的。

1 机场道面工程道面混凝土

相比于普通混凝土，道面混凝土具有强度更高、稳定性更好、耐久性更强以及施工维护费用更低等优点，目前已成为我国机场跑道和跑道路面施工中的一种主要结构形式。事实上，比起普通混凝土，道面混凝土所具有的最独特的一个性质是它的抗表面剥落性，但在目前，人们对其抗表面剥落性所做的研究还比较少，而随着道面混凝土在机场道面施工中应用的愈加广泛，以及高原地区机场建设规模的不断扩展，对道面混凝土抗表面剥落性进行研究的必要性也越来越大。为此，本文针对我国高原地区道面混凝土的性质和施工特点，通过实验研究方式，对其抗表面剥落性作深入的研究和探索。

2 机场道面工程关于道面混凝土抗表面剥落性的研究

2.1 机场道面工程道面混凝土除冰盐破坏的机理

在高原地区建设工程施工中，如果采用普通混凝土来进行道面工程的施工，考虑到道面积雪的影响，通常会在路面撒布适当的除冰盐和除冰液，以保证道面的正常运行。但由于除冰盐和除冰液具有破坏冻融混凝土结构的作用，所以极容易导致道面发生冻胀、脱层以及开裂现象，在降低了道面工程质量的同时，也减少了道面的使用寿命。而采用道面混凝土后，这些问题在一定程度上都能得到妥善的解决。

对于道面混凝土来说，除冰盐渗透到哪个深度，哪个深度以上的表面砂浆或混凝土表层就脱落其破坏速度远大于内部冻融破坏的速度，也远大于水引起的冻融破坏，盐冻脱皮速度一般是冰冻的15倍左右。这是由于盐溶液比纯水的蒸汽压低，导致加除冰盐的混凝土中所含的水比无除冰盐混凝土表现出更低的蒸发速率和更高的饱和度。因而当受冻时，混凝土中将产生更高的结冰压。另外，由于盐的浓度差，受冻时分层结冰产生压力差，同时融化冰时需要的热量使混凝土表面的温度剧降，导致额外的冻坏。除冰盐不仅会使混凝土产生严重的盐冻剥蚀破坏，且在非冻融条件下也同样观察到除冰盐引起混凝土破坏。这是因为盐溶液在干湿循环条件下同样能够形成盐结晶，这种结晶压同样造成混凝土盐胀破坏。

2.2 抗表面剥落试验方法与评价指标

2.2.1 实验中所采取的主要试验方法

目前，国内外在研究道面混凝土抗表面剥落性时，所采取的试验方法有很多，将所采用过的试验方法作归纳总结，大体可分为以下三类：

（1）将混凝土结构试件放置或侵泡在盐溶液中进行冻融试验。

（2）将混凝土试件单面侵泡于盐溶液的3～5mm位置冻融。

（3）在混凝土试件表面覆盖上一层厚度在3～5mm之间的非饱和盐溶液后，再对其进行冻融。

2.2.2 道面混凝土抗表面剥落性的实验结果

本篇文章省去对道面混凝土抗表面剥落性实验的介绍，直接对实验结果作详细论述。在道面混凝土抗表面剥落性的研究实验中，实验人员通过采取一系列实验措施和手段，对道面混凝土的配合比以及抗冻性能作了相关测试，经分析和验证后，得出以下结论：

（1）普通道面混凝土（P）：无论在水中或在盐溶液中剥落量都最大，抗表面剥落性能较差，抗冻等级仅达到F100，不能满足严寒、寒冷地区道面混凝土的抗冻等级要求，只能满足微冻和非冰冻地区道面混凝土的抗冻等级要求。

（2）掺粉煤灰道面混凝土（F）：抗表面剥落性能和抗冻性能有较大提高，其单位面积剥落量仅占普通道面混凝土的50%～55%，比普通混凝土降低约45%～50%，抗冻等级达到机场道面工程F200，可以满足寒冷地区道面混凝土的抗冻等级要求。这是由于优质粉煤灰在混凝土中发挥的微集料效应、填充效应使水泥石结构更为致密，火山灰效应生成更多的C-S-H机场道面工程凝胶，填充了混凝土自身的毛细孔，改善了混凝土内部结构以及过渡区的界面结构。

（3）掺引气减水剂的道面混凝土（YJ）：抗表面剥落性能明显优于传统的普通道面混凝土，其单位面积剥落量仅占普通道面混凝土的39%～43%，比普通混凝土降低约60%左右，抗剥落性能得到更大的提升，抗冻机场道面工程性能得到机场道面工程更大机场道面工程改善，抗冻等机场道面工程级达机场道面工程到F300。可以满足严寒、寒冷地区道面混凝土的抗冻等级要求。

（4）粉煤灰与引气减水剂复合的道面混凝土（FYJ），其單位面积剥落量仅占普通道面混凝土的23%～25%明显提升，抗冻等级大于F300，可以满足严寒、寒冷地区道面混凝土的抗冻要求，其主要原因是掺入的优质粉煤灰和引气减水剂综合作用的结果。因此，青藏高原严寒、寒冷地区宜推广应用粉煤灰与引气减水剂复合的高性能道面混凝土。

结束语

机场道面工程建设中，混凝土是道路路面的主要施工材料，其所具有的较强抗压性、抗震性以及良好的渗透性、经久耐用性等多种性质使其成为了各大建筑工程广泛采用的一种建筑材料。然而鉴于高原地区地理条件的不同，混凝土应用于高原地区机场道面工程时，可能会因为外界环境的影响而出现表面冻胀、开裂等问题，这就需要相关人员对现有混凝土的性能、特点等进行探索和研究，结合高原地区地理条件，研制出强度更高、匀质性和抗表面剥落性更好的道面混凝土，以满足高原地区机场道面工程的施工要求，建设施工出道面品质优越、寿命更长的机场道面工程。

参考文献

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[3]张文华，王硕太，岑国平，周朱仄，方家银.寒冷地区引气道面混凝土性能研究[J].