機(jī)場水泥混凝土道面修補(bǔ)用Jh型特種混凝土的研制和應(yīng)用
| 摘要:以吉林省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院為研發(fā)單位，吉林省航起機(jī)場場道材料有限公司（生產(chǎn)）、吉林省民航建筑安裝公司為協(xié)作單位（施工），共同研究應(yīng)用以D25型快凝快硬硅酸鹽水泥為膠凝材料配制的機(jī)場道面修補(bǔ)用Jh型特種混凝土，其材料性能符合Q/JHQ-2006企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及WM-CA-2000-8《民用機(jī)場飛行區(qū)場地維護(hù)手冊(cè)》規(guī)定。經(jīng)三年來的兩個(gè)機(jī)場場道修補(bǔ)使用情況符合適航要求。該項(xiàng)目綜合研究成果居國內(nèi)先進(jìn)水平，其中抗凍性能等指標(biāo)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。該材料準(zhǔn)確試點(diǎn)應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯，應(yīng)用領(lǐng)域與前景較廣闊。 關(guān)鍵詞:D25型雙快水泥;補(bǔ)償收縮; Jh4-30型特種混凝土 0 引言 我國補(bǔ)償收縮混凝土的研究雖已有六十多年的歷史，但摻加膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土主要應(yīng)用于鋼筋混凝土大跨度梁、樓板的澆注施工等方面，在國內(nèi)將4h抗壓強(qiáng)度達(dá)到C35或C40強(qiáng)度等級(jí)的補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)應(yīng)用于機(jī)場場道修補(bǔ)材料方面的報(bào)道還不多。 2006年9月份，由吉林省建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院為技術(shù)依托單位，以吉林省民航建筑安裝公司、吉林省航起機(jī)場場道材料有限公司為協(xié)作單位，機(jī)場水泥混凝土道面修補(bǔ)用Jh型特種混凝土（簡稱特種混凝土）項(xiàng)目通過了吉林省建設(shè)廳組織專家鑒定，吉林省科技廳成果登記。據(jù)國內(nèi)查新，通過邀請(qǐng)中國民航機(jī)場建設(shè)集團(tuán)公司：東北地區(qū)、哈爾濱、沈陽、長春民航機(jī)場場道建設(shè)等單位專家參加會(huì)議，專家組意見認(rèn)為這種材料進(jìn)行場道修補(bǔ)綜合研究成果居國內(nèi)先進(jìn)水平，其中抗凍性能等指標(biāo)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，現(xiàn)將相關(guān)技術(shù)作簡要介紹。 1 D-25型快凝快硬硅酸鹽水泥的研制 2001年上半年，我們研究人員一方面在高鋁水泥（鋁酸鹽水泥），硫鋁酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥改性試驗(yàn)基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)硅酸三鈣、氟鋁酸鈣為主熟料等磨制的快凝快硬硅酸鹽水泥配制混凝土，可以用于機(jī)場道面修補(bǔ)。 三年來，通過70多組快凝快硬硅酸鹽水泥配方試驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行46組配方干縮試驗(yàn)，206組補(bǔ)償收縮混凝土試驗(yàn)。 以4小時(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度為25.0MPa，摻加膨脹劑組分補(bǔ)償收縮混凝土為目標(biāo)，進(jìn)行雙快水泥配方篩選工作。  從表Ⅰ可見,序號(hào)1、2為自配特種水泥1#、雙快水泥1#，當(dāng)普通硅酸鹽水泥，比表面積提高，特1#28d抗壓強(qiáng)度為93.8MPa，說明加入外加劑高效減水劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑后水灰比降低，水泥砂漿達(dá)到高強(qiáng)度等級(jí)。在序號(hào)1基礎(chǔ)上加入2.5%促凝劑，4h抗壓強(qiáng)度提高幅度很大。這是體現(xiàn)普通硅酸鹽水泥改性后，初步達(dá)到雙快水泥的要求。 從JC314-1996快凝快硬硅酸鹽水泥定義，以硅酸鈣、氟鋁酸鈣為主要礦物熟料外，硬石膏為緩凝劑組分，粒化高爐礦渣、無水硫酸鈉磨成水硬性膠凝材料出發(fā)。對(duì)于外進(jìn)雙快0#，4h抗壓強(qiáng)度19.8MPa，外摻0.13外加劑+摻合料的雙快2#4h抗壓強(qiáng)度34.0MPa，其早期抗壓強(qiáng)度有了大幅度提高。 序號(hào)5~8#，以自制普通硅酸鹽水泥與外進(jìn)外加劑0#復(fù)合配制快凝快硬硅酸鹽水泥，其各齡期強(qiáng)度等符合JC314-1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 從2001年，曾以外進(jìn)快凝快硬硅酸鹽水泥（雙快0#）與自制雙快4#以相同混凝土配合比委托吉林省建筑工程質(zhì)檢中心進(jìn)行混凝土速凍試驗(yàn)，外進(jìn)雙快0#配料混凝土抗凍僅達(dá)F100合格，而自制雙快4#配料混凝土抗凍性F200合格。 吉林省地處嚴(yán)寒地區(qū)，一般機(jī)場場道混凝土要求F300次，故以自制D-25型雙快水泥為膠凝材料作為研究的重點(diǎn)。 從表Ⅰ可以了解，雙快5~7#，尤其雙快6#試驗(yàn)結(jié)果，其中凝結(jié)時(shí)間比較理想，實(shí)際施工效果更佳。 2 Jh型特種混凝土的研究 長春大房身機(jī)場是軍民兩用機(jī)場，2002年，吉林省民航建筑安裝公司曾在原機(jī)場場道進(jìn)行混凝土取芯，做舊道面混凝土試驗(yàn)，其混凝土抗壓強(qiáng)度為38.0MPa。說明機(jī)場修建時(shí)混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C30。一般C30混凝土抗凍性為F200次，由于冬季除霜除雪等因素，飛行器起飛或降落，研壓振動(dòng)等條件造成道面局部出現(xiàn)裂縫、起皮即露石子現(xiàn)象嚴(yán)重影響飛行區(qū)的安全。 由于原道面混凝土為道路硅酸鹽水泥（或普通硅酸鹽水泥）混凝土，經(jīng)過十幾年使用，舊機(jī)場混凝土出現(xiàn)熱脹冷縮，受濕微脹現(xiàn)象，但是舊的混凝土收縮或膨脹現(xiàn)象很少。要求我們研制的Jh型特種混凝土具有補(bǔ)償該混凝土性能，才能保證其粘接強(qiáng)度等要求。 通過三年多來進(jìn)行了46組配方的干縮試驗(yàn)，206組補(bǔ)償收縮混凝土試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律性。 2.1原材料的選擇 ?。?）碎石 按照機(jī)場場道要求，以碎石為粗骨料，不但要考慮石材的抗壓強(qiáng)度＞100.0MPa，必須檢測骨料顆粒級(jí)配合格，針片狀含量＜10%，含泥量＜1%等。 （2）中砂 以中砂為細(xì)骨料，除了考慮顆粒級(jí)配、細(xì)度摸數(shù)要達(dá)到要求，主要控制含泥量及泥塊含量＜1.0%符合要求。 ?。?）D-25型快凝快硬硅酸鹽水泥見標(biāo)題一的主要內(nèi)容。 2.2 特種混凝土配合比試驗(yàn) 一般試配混凝土在施工之前三個(gè)月進(jìn)行，以便選擇材料并留下足夠時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，主要考慮28d后凍融性試驗(yàn)F300。這主要征對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)機(jī)場場道修補(bǔ)工程而言。 從表Ⅱ可見，經(jīng)過2001年試配，2002~2003年在長春市大房身機(jī)場進(jìn)行道面修補(bǔ)，2004年在延吉機(jī)場道面修補(bǔ)，施工主要配合比依據(jù)在表Ⅱ可以了解。 2006年8月15日由吉林省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局專家評(píng)審Q/JHQ01-2006《機(jī)場場道修補(bǔ)用特種混凝土》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Jh表示吉林快速，4表示4小時(shí)，25及30分別表示混凝土抗壓強(qiáng)度＞25.0MPa；＞30.0MPa。 2003年3月7日成型Jh4-30特種混凝土：4小時(shí)抗壓強(qiáng)度41.8MPa，干縮值≤73×10-6，（1天、3天、7天、14天、28天、2個(gè)月、3個(gè)月）相對(duì)表中普通混凝土1~3#,其它Jh型特種混凝土,干縮性能最好,早強(qiáng)低收縮混凝土用于大房身機(jī)場大面積修補(bǔ)初見成效。 三、施工方法的研究 以D-25型快凝快硬硅酸鹽水泥為膠凝材料配制Jh型特種混凝土施工方法十分重要，良好施工方法保證施工質(zhì)量起到關(guān)鍵作用。在2002年我們總結(jié)以下幾點(diǎn)：  ⑴ 提前做好D-25型雙快水泥及Jh型特種混凝土的試驗(yàn)，時(shí)間為3個(gè)月左右。 ⑵ 中砂和骨料分別達(dá)到Q/JHQ01-2006企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 ⑶ 道面劃線避免三角形或異形，要求長方形為主。 ⑷ 長為1米以上的修補(bǔ)區(qū)要求第一次修補(bǔ)兩邊，留下中間區(qū)域進(jìn)行第二次修補(bǔ)。 ⑸ 使用鑿巖機(jī)將舊的混凝土清除，底面應(yīng)鑿毛，并清除修補(bǔ)范圍內(nèi)原混凝土雜物。 ⑹ 按規(guī)定數(shù)量物料攪拌、加水澆注混凝土?xí)r間保證在5分鐘完成，振搗抹平，揚(yáng)一層雙快水泥拉毛5分鐘結(jié)束，待修補(bǔ)混凝土發(fā)熱發(fā)干，大約20~25分鐘，可以淋水保濕養(yǎng)護(hù)。 ⑺ 第一天修補(bǔ)區(qū)域，第二天與原道面的分隔縫處、開縫，避免與原道面產(chǎn)生收縮應(yīng)力。 ⑻ 修補(bǔ)后特種混凝土保濕養(yǎng)護(hù)3~7天，施工溫度15~25℃，低于10℃通過檢測后再確定。 4 結(jié)語 ?、?本項(xiàng)目通過吉林省科研成果鑒定，鑒定的依據(jù)為Q/JHQ01-2006《機(jī)場道面修補(bǔ)用特種混凝土》、WM-CA-2000—8《民用機(jī)場飛行區(qū)場地維護(hù)手冊(cè)》。 ?、?機(jī)場場道修補(bǔ)用Jh4-30型特種混凝土所用D-25型快凝快硬硅酸鹽水泥由吉林省航起機(jī)場場道材料有限公司生產(chǎn)，生產(chǎn)成本3249.18元/噸，其中40%左右材料外進(jìn)。銷售價(jià)4000元/噸。年產(chǎn)250噸，年利潤18.8萬元。年產(chǎn)250噸D-25型水泥，按7000元/米3報(bào)價(jià)修補(bǔ)，配制518米3混凝土，利潤84.5萬元。 ?、?與道路瀝青覆蓋機(jī)場的原有道面方法或硫鋁酸鹽水泥為膠凝材料配制的修補(bǔ)混凝土相比，本項(xiàng)目耐熱、耐壓與硅酸鹽水泥（或道路硅酸鹽水泥）原有道面粘接性好，符合適航要求，據(jù)東北民航管理局反映，修補(bǔ)Jh型混凝土施工質(zhì)量好于瀝青修補(bǔ)道面、硫鋁酸鹽水泥混凝土的修補(bǔ)。 ?、?2003年在吉林省民航管理局蓄水池防滲處理，2005年輝南縣園山水泥廠的回轉(zhuǎn)窯窯墩混凝土修補(bǔ)等應(yīng)用，取得較好的實(shí)用效果。 ⑸ 項(xiàng)目研究應(yīng)用過程中，我們得到南京工業(yè)大學(xué)、中國建筑材料工業(yè)科學(xué)研究院、中國建筑科學(xué)研究院、東北民航管理局等單位專家的大力支持與幫助在此表示感謝。 今后要進(jìn)一步擴(kuò)大研究應(yīng)用領(lǐng)域，除了在機(jī)場道面進(jìn)行快速修補(bǔ)外，在國內(nèi)其它民用或軍用機(jī)場進(jìn)行道面修補(bǔ)，同時(shí)對(duì)橋梁、隧道和涵洞的緊急搶修工程的試點(diǎn)應(yīng)用，以及冬季施工堵漏等工程不斷積累施工技術(shù)，研制不同時(shí)間、不同強(qiáng)度等級(jí)、不同價(jià)格的系列補(bǔ)償收縮混凝土，滿足包括道路水泥路面等緊急搶修工程要求。爭取為建筑、交通、水利等領(lǐng)域提供質(zhì)量合格的特種混凝土，為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn) （1） 吳中偉 《補(bǔ)償收縮混凝土》 中國建筑工業(yè)出版社 1979.8 （2） 馮乃謙主編《實(shí)用混凝土大全》 科學(xué)出版社 2001.2 （3） 王鐵夢(mèng)著《工程結(jié)構(gòu)裂縫控制》 中國建筑工業(yè)出版社 2002.1 （4） 王媛俐、姚燕主編《重點(diǎn)工程混凝土耐久性》中國建筑工業(yè)出版社 2001.1 （5） 傅智 《水泥混凝土路面施工技術(shù)》 同濟(jì)大學(xué)出版社 2004.3 |
| 原作者： 許巖、錢惠生、錢紅宇、張海江 |
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