的前世今生淺析東非地區(qū)某機(jī)場(chǎng)滑膜混凝土施工的質(zhì)量控制誰(shuí)持彩

作者：中交一公集團(tuán)有限公司海外事業(yè) 曾貫中

［摘要］文章結(jié)合美國(guó)聯(lián)邦航空管理FAA規(guī)范，“錦繡號(hào)”在鐵建重工下線，闡述了東非某機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目滑膜路面混凝土施工的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，這是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的最大直徑土壓平衡盾構(gòu)機(jī)。 湯葉 攝仿佛是在不經(jīng)意間，結(jié)合的先進(jìn)施工經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際情況，以山水洲城聞名的長(zhǎng)沙就成了網(wǎng)紅城市，分析試驗(yàn)段出現(xiàn)的質(zhì)量弊病，成為充滿產(chǎn)業(yè)活力的新型力量之都。這里有岳麓書院的深厚底蘊(yùn)，采取了一系列質(zhì)量控制措施，有夜空下橘子洲頭的盛情綻放，保障了工程質(zhì)量，有茶顏悅色和超級(jí)文和友的養(yǎng)眼養(yǎng)胃，為后續(xù)的機(jī)場(chǎng)混凝土路面滑膜攤鋪的質(zhì)量控制具有一定的借鑒意義。

東非某機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪擴(kuò)建項(xiàng)目有2.5萬m3水泥路面混凝土，更有世界工程機(jī)械之都的響亮名片、智能制造的硬核動(dòng)力、產(chǎn)業(yè)協(xié)同的前瞻布……湘江北上，采用滑膜攤鋪機(jī)攤鋪，不舍晝夜。靜水流深處，合同要求執(zhí)行美國(guó)聯(lián)邦航空管理FAA咨詢通告AC 150/5370-10G規(guī)范。項(xiàng)目地點(diǎn)屬于熱帶高山性氣候，潛藏著這座歷史文化名城產(chǎn)業(yè)鏈的澎湃，海拔高，高質(zhì)量發(fā)展的無窮動(dòng)力——關(guān)鍵點(diǎn)：22條產(chǎn)業(yè)鏈驅(qū)動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展今年1至7月，晝夜溫差較大，長(zhǎng)沙市產(chǎn)業(yè)鏈引進(jìn)投資額過2億元的重大項(xiàng)目77個(gè)，加上一些其他因素，其中電信天翼云中南數(shù)字產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目計(jì)劃投資120億元；新引進(jìn)中信集團(tuán)種業(yè)硅谷商業(yè)中心、中車集團(tuán)中車智行項(xiàng)目等24個(gè)“三類500強(qiáng)”產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目，水泥混凝土滑膜施工試驗(yàn)段中出現(xiàn)了一些質(zhì)量通病。項(xiàng)目結(jié)合美國(guó)聯(lián)邦航空管理FAA咨詢通告AC150/5370-10G中Part 6的規(guī)范要求，計(jì)劃總投資225億元。不管前路有多少艱難困苦，分析原材料、混凝土配合比設(shè)計(jì)與施工工藝的各個(gè)質(zhì)量控制要點(diǎn)，長(zhǎng)沙圍繞產(chǎn)業(yè)鏈驅(qū)動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的決心和信心，通過認(rèn)真研究采取了一系列的措施，矢志不渝。早在2017年，解決了質(zhì)量通病，長(zhǎng)沙市就率先確立22條新興及優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈，保障了施工順利進(jìn)行。

1 路面混凝土符合FAA咨詢通告AC 150/5370-10G中機(jī)場(chǎng)規(guī)范要求的主要質(zhì)量控制要點(diǎn)

1.1 原材料的情況與質(zhì)量控制要點(diǎn)

原材料包括水泥、細(xì)集料、粗集料、拌和用水、減水劑、引氣劑、保塑劑與聚丙烯單絲纖維，既包括工程機(jī)械、汽車、先進(jìn)儲(chǔ)能材料等長(zhǎng)沙的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈，其中粗集料與細(xì)集料是質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

（1）水泥為水泥廠的 MUGHER OPC 42.5水泥，也包括顯示功能器件、新一代半導(dǎo)體及集成電路等發(fā)展勢(shì)頭正盛的新興產(chǎn)業(yè)鏈，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行BS EN197，還包括檢驗(yàn)檢測(cè)、大數(shù)據(jù)（含地理信息）等具有長(zhǎng)沙特色的服務(wù)型制造產(chǎn)業(yè)鏈。長(zhǎng)沙步步為營(yíng)，質(zhì)量穩(wěn)定。

（2）拌和用水為飲用水，深入探索產(chǎn)業(yè)鏈新路徑：全國(guó)首創(chuàng)“鏈長(zhǎng)制”，符合ASTM C1602標(biāo)準(zhǔn)。

（3）外加劑是從進(jìn)口的，符合美國(guó)規(guī)范A S T MC494標(biāo)準(zhǔn)。其中UNF-5奈系高效減水劑，減水率大于20%；
葡鈉（BS）緩凝保塑劑，降低混凝土的坍落度損失，摻量0.04%時(shí)混凝土的初凝時(shí)間控制在6～8h；AE2引氣劑主要成分是三萜皂甙，引氣劑能夠降低混凝土的離析、泌水，提高混凝土的均勻性、和易性與抵抗混凝土裂紋，能夠提高混凝土的抗折強(qiáng)度，降低滑膜攤鋪混凝土的塌邊與溜肩現(xiàn)象；聚丙烯單絲纖維也叫抗裂纖維，能提高混凝土的抗裂強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度，降低混凝土的干縮裂縫與溫差裂縫。

（4）細(xì)集料的質(zhì)量控制。

天然砂是從距離項(xiàng)目300km處購(gòu)買的中砂，質(zhì)量控制按照FAA的咨詢通告AC 150/5370-10G Item P-501中的規(guī)定，試驗(yàn)結(jié)果符合要求（見表1）。

天然砂的級(jí)配試驗(yàn)結(jié)果符合ASTM C33的規(guī)范要求（見表2）。

（5）粗集料的質(zhì)量控制。

在項(xiàng)目軋石場(chǎng)加工了5～10mm與13～25mm的玄武巖集料，質(zhì)量控制按照FAA的咨詢通告AC 150/5370-10G ItemP-501中的規(guī)定，試驗(yàn)結(jié)果符合要求（見表3）。

5～10mm與13～25mm兩種集料按照40%與60%混合，符合美國(guó)規(guī)范ASTM C33的57號(hào)的級(jí)配要求（見表4）。

1.2 滑膜攤鋪路面混凝土與混凝土配合比的主要質(zhì)量控制要點(diǎn)

美國(guó)規(guī)范中，機(jī)場(chǎng)路面混凝土的配合比要求：設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度4.5MPa；設(shè)計(jì)坍落度30～60mm；水灰比0.38%～0.45%；單方水泥用量不小于400kg/m3；砂率40%～50%；含氣量6%～7%；混凝土設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度4.5MPa。

1.3 混凝土路面平整度、耐久性與外觀的主要質(zhì)量控制要點(diǎn)

混凝土路面面板的平整度不大于6mm，混凝土表面不允許有裂縫與空洞；混凝土切縫順直整齊，刻槽邊緣不掉渣、不裂縫。

2 試驗(yàn)段施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問題

試驗(yàn)段滑膜施工了橫向間隔5m的2段50m長(zhǎng)，5m寬的混凝土路面面板；在兩端混凝土面板之間施工了一段填倉(cāng)路
面50m長(zhǎng)，5m寬。

在混凝土試驗(yàn)段的施工過程中出現(xiàn)了混凝土離析、混凝土表面裂縫與斷板的質(zhì)量弊病、混凝土表面平整度差、混凝土切縫不齊、刻槽與切縫不在一條直線上、刻槽邊緣掉渣等主要質(zhì)量問題 。

3 試驗(yàn)段質(zhì)量問題的分析

3.1 路面出現(xiàn)裂縫的分析

（1）原材料中天然砂偏細(xì)，集料中粉塵含量較多，增加了收縮裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）美國(guó)規(guī)范關(guān)于水泥路面混凝土配合比的設(shè)計(jì)要求中，水泥用量較大。

美國(guó)規(guī)范中路面混凝土設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度4 . 5 M P a（650PSI），路面混凝土的試配強(qiáng)度是用抗折強(qiáng)度換算成抗壓強(qiáng)度換算出水灰比。按照美國(guó)規(guī)范ACI CODE水泥混凝土的抗折強(qiáng)度Fs ＝7.5，其中Fs 是抗折強(qiáng)度（單位：PSI），F(xiàn)c 是混凝土標(biāo)準(zhǔn)圓柱體的抗壓強(qiáng)度（單位：PSI）。計(jì)算得到立方體抗壓強(qiáng)度64.6MPa，相當(dāng)于的設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度6.0MPa。按照美國(guó)的試配強(qiáng)度要求，實(shí)際配合比的抗折強(qiáng)度7.5MPa左右，水泥用量500kg/m3，水泥用量太大，增加了混凝土干縮與收縮裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）混凝土橫向裂縫與斷板的質(zhì)量分析。

規(guī)范要求，日溫差大于15℃時(shí)設(shè)置濕切縫。項(xiàng)目施工地點(diǎn)處于東非高原，每日早晚溫差大于15℃，水泥混凝土終凝前期抗拉強(qiáng)度偏低，溫度劇烈變化時(shí)引起收縮裂縫。如果設(shè)置濕切縫太晚，不規(guī)則的微小收縮裂縫在切縫之前已經(jīng)形成，會(huì)進(jìn)一步發(fā)展；當(dāng)混凝土橫向切縫深度不足時(shí)，混凝土收縮不能在切縫處斷裂，而是在切縫附近拉裂，引起不規(guī)則裂縫。伴隨著時(shí)間的推移收縮加強(qiáng)，有時(shí)會(huì)引起斷板。

（4）含氣量的損失導(dǎo)致混凝土的離析與裂縫。

自卸車運(yùn)輸混凝土在路上顛簸，混凝土含氣量變小。路面混凝土運(yùn)輸距離、運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)短、氣溫變化、天氣炎熱與
混凝土攤鋪機(jī)的振搗直接影響路面混凝土的含氣量?；炷梁瑲饬孔冃?，和易性變差，甚至引起混凝土離析。當(dāng)混凝土和易性變差或混凝土離析時(shí)，混凝土中粗集料多的分與細(xì)集料多的分收縮不一致引起微小裂縫。細(xì)集料多的位，外加劑的成分集中，外加劑的量相對(duì)增加，化學(xué)反應(yīng)比其他位加強(qiáng)，含氣量相對(duì)增加，引起大量氣泡，產(chǎn)生收縮裂縫。

3.2 混凝土面板平整度差的分析

（1）滑膜攤鋪機(jī)的滑膜板、自動(dòng)搓平梁與自動(dòng)抹平板對(duì)路面混凝土起到壓實(shí)、消除路面表面氣泡與路面表面空洞的作用。自動(dòng)搓平梁在固定高程的軌道處左右滑動(dòng)，擠壓搓平路面。當(dāng)砂漿的含量不足時(shí)，自動(dòng)搓平梁后邊的泥漿卷不足，造成搓平梁下出現(xiàn)空隙，使得路面平整度變差。

（2）路面混凝土滑膜攤鋪時(shí)，每間隔5m攤鋪一條面板。由于混凝土的塑性，混凝土攤鋪時(shí)混凝土面板兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)溜肩現(xiàn)象。如果不采取有效的校正溜肩的措施，縱向接縫處水泥混凝土不足，造成縱向接縫處平整度變差。

3.3 刻槽不順直、刻槽邊緣裂縫掉渣的外觀質(zhì)量差的分析路面混凝土施工時(shí)，混凝土面板兩側(cè)塑性溜肩。兩側(cè)加木擋板校正混凝土溜肩時(shí)，木檔板遇水輕微變形，木擋板與木檔板之間接頭處輕度錯(cuò)位，導(dǎo)致縱向施工縫不在一條直線上，刻槽機(jī)刻槽時(shí)只能走直線。沿著混凝土縱向施工縫刻槽時(shí)，槽的位置與施工縫位置偏移，導(dǎo)致分刻槽邊緣掉渣，使得刻槽寬度增加，外觀質(zhì)量差，浪費(fèi)灌封膠。

4 應(yīng)對(duì)上述質(zhì)量問題采取的改進(jìn)校正措施

4.1 針對(duì)裂縫的改正措施

（1）工程質(zhì)量事故大多數(shù)與原材料相關(guān)，加強(qiáng)原材料的質(zhì)量檢測(cè)，原材料不合格不能進(jìn)場(chǎng)，嚴(yán)把砂石料的質(zhì)量關(guān)。為了防止裂縫，攤鋪的路面混凝土初凝時(shí)需要蓋苫布，控制收縮裂縫?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮了添加聚丙烯單絲纖維與引氣劑降低混凝土的裂縫，如果現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)出現(xiàn)裂縫，適當(dāng)微調(diào)聚丙烯單絲纖維或引氣劑的摻量，降低混凝土路面裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，在保障質(zhì)量的前提下，降低水泥用量，降低混凝土裂縫風(fēng)險(xiǎn)。

混凝土配合比設(shè)計(jì)中，降低水泥用量，降低混凝土水化熱產(chǎn)生的裂縫。本項(xiàng)目FA A規(guī)范中要求混凝土現(xiàn)場(chǎng)抗折強(qiáng)度大于4.5MPa，與監(jiān)理工程師商定最終試配抗壓強(qiáng)度45MPa。混凝土配合比的水泥用量415k g/m3，水灰比為0.4，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際抗折強(qiáng)度5.5MPa，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際抗壓強(qiáng)度45MPa，符合美國(guó)FAA規(guī)范中的施工要求，降低了水泥用量，降低了混凝土裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）混凝土橫向裂縫與斷板弊病采取的應(yīng)對(duì)措施。

混凝土攤鋪后判斷路面混凝土的終凝時(shí)間（一般在混凝土澆筑后8～10h），混凝土終凝后馬上進(jìn)行橫向濕切縫施工。一般橫向切縫深度要求大于10cm，保障路面收縮時(shí)，收縮裂縫在橫向切縫處開裂。

（4）含氣量的損失導(dǎo)致混凝土離析與裂縫采取的措施。

美國(guó)規(guī)范中，設(shè)計(jì)路面混凝土配合比的含氣量控制在6%～7%，現(xiàn)場(chǎng)混凝土振搗后含氣量控制在3%～5%。當(dāng)拌和站出盤的路面混凝土含氣量4%～5%時(shí)，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的含氣量3%～4%，滑膜攤鋪機(jī)振搗后含氣量只有2%～3%，混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工容易溜肩坍邊，所以現(xiàn)場(chǎng)含氣量必須控制在4%～6%。根據(jù)混凝土運(yùn)距、天氣情況與施工現(xiàn)場(chǎng)情況適當(dāng)微調(diào)混凝土配合比中引氣劑的摻量，保障混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的含氣量符合要求。當(dāng)運(yùn)距較長(zhǎng)，混凝土受到顛簸與氣候炎熱的影響，混凝土含氣量損失過快，造成混凝土離析。混凝土攤鋪后，由于離析個(gè)別分砂漿含量大，外加劑相對(duì)增加，造成收縮不均勻產(chǎn)生裂縫，這時(shí)需要微調(diào)混凝土配合比的引氣劑用量，拌和站出料的含氣量增加，保障混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工的含氣量4%～6%。

4.2 混凝土路面面板平整度差采取的措施

（1）保障配合比穩(wěn)定的砂率，保障路面表面砂漿厚度，提高平整度。

觀察自動(dòng)搓平梁后邊的泥漿卷飽滿情況。如果泥漿卷不足，說明砂率小，需要適當(dāng)微調(diào)混凝土配合比增加砂率，保障自動(dòng)搓平梁后邊的泥漿卷飽滿，保障路面平整度；當(dāng)自動(dòng)搓平梁后邊的泥漿卷過多時(shí)，說明混凝土的砂率過大，適當(dāng)微調(diào)混凝土配合比降低砂率。混凝土的砂率過大，影響混凝土的強(qiáng)度，容易加大混凝土的收縮，增加混凝土裂縫的風(fēng)險(xiǎn)?？傊?，路面混凝土的砂率通過觀察滑膜攤鋪機(jī)的自動(dòng)搓平梁后面泥漿卷的情況進(jìn)行微調(diào)，保障混凝土施工配合比穩(wěn)定，保障面板平整度（見圖1）。

（2）校正縱向施工縫處混凝土溜肩保障橫向平整度的質(zhì)量措施。

路面混凝土滑膜攤鋪時(shí)，混凝土面板兩側(cè)用木板阻擋兩側(cè)，兩側(cè)木板的頂端與混凝土面板的中心高程在一條直線上。用鋁水平尺找平，混凝土面板兩側(cè)溜肩處添加混凝土抹平，保障縱向施工縫處平整度符合要求（見圖2）。

4.3 路面混凝土刻槽質(zhì)量差的措施

通過總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，混凝土面板施工后，在填槽混凝土面板施工之前，在混凝土面板的兩側(cè)邊緣處沿著縱向方向，距離兩側(cè)混凝土的面板邊緣2～3cm彈一條直線，用切割機(jī)沿著縱向直線把混凝土的面板兩側(cè)邊緣2～3cm以外的混凝土切除。在填槽混凝土面板施工后，保障路面混凝土縱向施工縫在一條直線上，刻槽的中心線在縱向施工縫上，進(jìn)而保障了刻槽質(zhì)量（見圖3）。

5 結(jié)束語(yǔ)

原材料的質(zhì)量控制程序雖然簡(jiǎn)單，但卻非常重要，研究學(xué)技術(shù)規(guī)范是質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。及時(shí)施工濕切縫降低了混凝土裂縫與斷板。機(jī)場(chǎng)路面混凝土關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制，由滑膜攤鋪兩側(cè)加木檔板防止混凝土溜肩影響平整度的同時(shí)，調(diào)整好混凝土砂率提高混凝土平整度，正確微調(diào)路面混凝土配合比及外加劑的摻量，降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。施工中，邊施工邊總結(jié)，改變施工工藝使得刻槽的中心線在縱向施工縫上。通過以上機(jī)場(chǎng)路面的質(zhì)量控制經(jīng)驗(yàn)，圓滿完成了該機(jī)場(chǎng)路面混凝土的施工，獲得了監(jiān)理業(yè)主的好評(píng)。

［參考文獻(xiàn)］
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[4] 美國(guó)混凝土協(xié)會(huì). Building Code Requirements for
Reinforced Concrete (ACI 318)[S].

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