机场水泥混凝土道面抗冻标号与抗冻性能的关系浅析

文摘 2024-08-27 00:02 北京

在我国北方大部分地区冬季日平均气温在0℃以下，道面的冻融损坏成为影响道面耐久性的重要因素。近期个别机场水泥混凝土道面刚修建完成后不久道面局部就出现了冻融损坏现象，说明了道面的抗冻性能不足以抵抗当地气候条件的作用。

一、目前的水泥混凝土抗冻试验方法不能有效地反映道面混凝土的抗冻性能

由于机场道面表面需要一定的粗糙度提供摩擦性能，实际道面结构是由上层砂浆层和下层水泥混凝土组成。机场水泥混凝土道面抗冻标号的抗冻试验所采用的快冻法，其试件结构与道面下层的混凝土结构相类似，试验结果只能反映下层混凝土的性能。而上层的砂浆层的抗冻性能目前还没有相应的试验方法。虽然单面法可以测定水泥混凝土的抗盐冻性能，但其成型面结构与道面表层结构不尽相同，也无法反映道面砂浆层的抗冻性能。

二、针对机场水泥混凝土道面抗冻性能的技术指标要求始于2010年

目前，在道面混凝土中加入外加剂是提高水泥混凝土抗冻性能的主要手段，其中应用最广泛的是引气剂和减水剂，通过引气剂提高混凝土的抗冻性，通过减水剂减少水灰比提高混凝土的强度。《民用机场水泥混凝土道面设计规范》（MH /T5004-2010）开始在道面可能出现冻融损坏的地区提出了抗冻性技术指标要求，规定：“在寒冷地区还应具有良好的抗冻性，年最低月平均气温为0～-10℃的地区，道面混凝土抗冻标号应不低于F200；年最低月平均气温小于-10℃的地区，道面混凝土抗冻标号应不低于F300”，道肩与道面要求相同。新一轮《民用机场水泥混凝土道面设计规范》修订稿规定：年最低月平均气温低于0℃的地区，无论是道面还是道肩混凝土抗冻标号一律为F300。这项规定的改变是认为提高了混凝土的抗冻标号就可以提高道面的抗冻性。

三、提高水泥混凝土抗冻标号对提升混凝土道面的抗冻性能无实质意义

我国机场水泥混凝土道面建设起步于上个世纪50年代（即新中国成立后）。当时，水泥混凝土的设计抗弯拉强度为4.5MPa，水泥标号为425#（相当于现在的32.5级）,水泥终凝时间基本上都大于5小时以上。道面粗糙度用毛刷拉毛形成，粗糙度较小。对水泥混凝土材料没有进行抗冻性能试验，设计上没有提出相应的抗冻技术指标要求。混凝土中不加入外加剂，属普通混凝土，在全国各地气候条件下的机场道面中使用，基本上未出现过普遍的道面冻融损坏现象。说明普通水泥混凝土道面可以适应我国各种自然条件，不会因冬季的严寒而产生冻融损坏。现阶段我国北方严寒地区的一些机场水泥混凝土道面也有采用普通混凝土，没有添加引气剂和减水剂，有的至今已使用了一、二十年，道面没有出现明显的冻融损坏现象。普通水泥混凝土的抗冻标号很难超过F100，仅以水泥混凝土的抗冻标号来表示道面在抗冻性能是不够全面的，也是无法直接反映道面的抗冻性能。不能认为水泥混凝土的抗冻标号越高，道面的抗冻性能就好。其原因是道面表面有砂浆层存在，砂浆层的抗冻性能决定了道面的抗冻性，而不是混凝土的抗冻性能决定了道面的抗冻性。

四、添加引气剂和减水剂不能有效地提高道面的抗冻性能

由于普通水泥混凝土很难达到《民用机场水泥混凝土道面设计规范》规定的抗冻标号，为了满足规范规定的抗冻标号的要求，必须在混凝土中添加引气剂来提高混凝土的抗冻标号。同时，需要加入减水剂减小水灰比提高混凝土的强度弥补因引气剂带来的损失。混凝土抗冻标号越高，引气剂产生的引气含量也相应地增大，混凝土的强度损失就越大，需要更多的减水剂来减小水灰比弥补引气剂所带来的强度损失。所以，过高的混凝土抗冻标号，会导致混凝土水灰比的减小。水灰比的减小会增大混凝土道面的施工难度。具体表现为：在施工过程中，由于工序衔接不当或突发事件（如：天气突变），会造成混凝土提浆困难，做面质量无法保证，体现在砂浆层的厚度偏薄、密实度不够，形成的砂浆层抗冻性下降，导致在冻融循环作用下，道面出现“脱皮”现象。目前，减水剂和引气剂的使用如何影响表层抗冻性能，尚缺乏相关研究及试验数据作支撑。

五、水泥混凝土道面的抗冻性实质是道面表面砂浆层的抗冻性

道面的“脱皮”等冻融损坏意味着整个道面的损坏。所以，砂浆层的抗冻性决定了整个道面的抗冻性。《民用机场水泥混凝土道面设计规范》（征求意见稿）规定“年最低月平均气温低于0℃的地区，跑道、滑行道、机坪面层混凝土抗冻标号应不低于F300”。比原规范的混凝土抗冻标号要求更高，但水泥混凝土的抗冻标号的增大不能提升表面砂浆层的抗冻性能，对整个道面的抗冻性能没有提升。这种认为提升混凝土的抗冻标号就可以提升道面的抗冻性能的想法是不遵循道面实际冻融损坏特性。按照这种思路，如果抗冻标号为F300的混凝土道面出现了冻融损坏，是否把混凝土抗冻标号提高到F400甚至更高就能解决道面冻融损坏问题？实际上是不可能的事情。

六、砂浆层的抗冻性能主要由水泥混凝土配合比和施工水平决定

砂浆层的抗冻性主要是由其合理的结构厚度和密实程度决定的。砂浆层作为一个结构层必须由一个最小厚度，否则无法形成结构强度。《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》（征求意见稿），规定砂浆层的厚度为2mm～4mm，意味着最小厚度为2mm。这个厚度对北方严寒地区是否合适需要探讨。砂浆层的密实度主要是靠水泥浆体来保证的。水泥浆体的数量主要是由滚杠提浆得到。滚杠在混凝土施工中对砂浆层的密实度起到重要作用。混凝土的配合比设计要保证滚杠能提出足够的水泥浆体，为后续做面压实砂浆层提供条件。实际施工中，当拉毛深度超过表层砂浆层厚度时，会对表层砂浆的抗冻性能、耐磨性能及表层整体强度的产生较大的不良影响。另外表层砂浆层的厚度不均、表层单位面积水泥含量不同，也会因其温差造成不同伸缩而容易产生“脱皮”。

七、混凝土的抗冻标号仅以最低月平均气温来确定不够全面

我国西北干旱地区，虽然最低月平均气温较低，但年降雪量小。道面采用普通混凝土就可以保证道面不会发生冻融损坏。普通混凝土的抗冻标号很难超过F100。对这些地区的混凝土道面采用F300没有必要，反而会因添加引气剂和减水剂造成施工上的难度影响砂浆层的厚度和密实度，降低了砂浆层的抗冻性能。我国东部地区降雪量较多，从实际道面使用情况来看，道面冻融损坏的现象较多，说明降雪量的多少对道面冻融损坏有直接影响。应根据年最低月平均气温和降雪量确定水泥混凝土需要的抗冻标号。

有关机场建设的技术文章，如果需要在“机场工程人家”微信公众号分享，欢迎发至电子邮箱：2105174504@qq.com。

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkyMDM2ODI4NQ==&mid=2247489373&idx=1&sn=df2be2e894aa766b9c1fe1efdfd801b1

机场工程人家

交流机场建设的工作思考、工程范例、项目进展、趣味故事、过往经历、有关信息。

最新文章

（二）设计寿命30年的机场道面投用5年出现破坏迹象想到的

机场水泥混凝土道面灌缝

设计寿命30年的机场道面投用5年出现破坏迹象想到的

从滑行的飞机上随拍北京大兴机场及感想

如何理解机场水泥混凝土道面的粗糙度？

一哄而上建机场，真替这些城市捏把汗

InSAR技术在四型机场勘测中的应用（转载）

装配式机场道面研发要注意应用场景

“智能监测与智慧跑道”就算科技创新吗？

转发“机场规划设计一地鸡毛（上）、（下）”

机场施工资质申请、升级及招标要避免“劣币驱逐良币”

做好机场场道工程施工安全管理的几点思考

机场行业的良性发展需要破除"体内循环"

机场水泥混凝土道面抗冻标号与抗冻性能的关系浅析

机场建设和管理维修迫切需要专业精神

机场水泥混凝土道面整修施工照片（道面薄层修复）

机场水泥混凝土道面整修施工照片（损坏板块修复）

机场施工测量工作几点注意事项

机场水泥混凝土道面热胀破坏的个人看法

机场水泥混凝土道面的抗冻性分析

浅谈一场降雪冰冻与机场水泥混凝土道面“脱皮”的因果关系

聊聊机场水泥混凝土表面脱皮

民用机场水泥稳定层常见问题的几点建议

（9）一场雪后机场水泥混凝土道面破坏引起的讨论——换板篇

（8）一场雪后机场水泥混凝土道面破坏引起的讨论

浅谈机场水泥混凝土道面表面裂纹

（7）一场雪后机场水泥混凝土道面破坏引起的讨论——修复篇

机场水泥混凝土道面施工准备几点建议

（6）一场雪后机场水泥混凝土道面破坏引起的讨论——修复篇

运输机场资料填写秘籍即将公开，速报名~

机场水泥混凝土道面刻槽型式的讨论

（5）一场雪后机场水泥混凝土道面破坏引起的讨论

（4）一场雪后机场水泥混凝土道面破坏引起的讨论

（3）一场雪后机场水泥混凝土道面破坏引起的讨论

军民航机场标准规范体系的现状及思考

机场跑道助航灯光灯坑整体取芯的精确控制与精细操作研究

关于机场跑道道面粗糙度的分析

《奥本海默》视频给工程建设带来的启示

从首都机场T2航站楼乘机路过停机坪看到的

民航机场跑道外来物（FOD）智能化管理策略的专业研究与案例分析

从“维特根中国”微信公众号文章可以获得的几个信息

（二）雨季机场土方工程施工的几点建议

冰冻地区机场土方工程雨季施工的几点体会

（二）关于机场水泥混凝土道面底部脱空问题的探讨

土基弹性模量E、反应模量k和CBR之间究竟是什么样的关系？

成都圭目机器人作为第一主编单位编制的《民用机场道面智能检测与数字化管理规范》由中国民用机场协会发布

关于机场水泥混凝土道面底部脱空问题的探讨

民航机场驱鸟设备安装及智能化系统管理探析

机场水泥混凝土道面连续拉杆接缝可以设置多长？

(三)一起机场水泥混凝土道面早期裂纹问题第一时间化解

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉