1概述
機(jī)場(chǎng)道面是供飛機(jī)起飛、著陸、停放和組織并保障飛行活動(dòng)的場(chǎng)所，是機(jī)場(chǎng)的重要設(shè)施。目前我國(guó)軍用機(jī)場(chǎng)和民用機(jī)場(chǎng)道面，絕大部分是水泥混凝土道面，水泥混凝土道面以其強(qiáng)度高、耐久性好、維護(hù)費(fèi)用低而受青睞。然而，70年代中期新建的機(jī)場(chǎng)道面使用3～5年開(kāi)始陸續(xù)出現(xiàn)了水泥混凝土材料本身的破壞現(xiàn)象，這種破壞不同于荷載作用引起道面結(jié)構(gòu)破壞，而是在道面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常荷載和環(huán)境條件下，道面混凝土過(guò)早地失去了其良好的品質(zhì)和優(yōu)良性能，這種破壞稱為道面水泥混凝土的耐久性破壞。水泥混凝土道面發(fā)生耐久性破壞的主要原因有三種：干縮、溫度應(yīng)力和凍融；化學(xué)腐蝕(主要是硫酸鹽侵蝕和鹽析)；堿集料反應(yīng)。其中主要的和危害最大的是堿集料反應(yīng)。
早在30所代人們對(duì)堿集料反應(yīng)就有所認(rèn)識(shí)，自美國(guó)T.E.Stoan在1941年發(fā)表了第一篇有關(guān)堿集料反應(yīng)以來(lái)，堿集料反應(yīng)引起了世界各國(guó)的重視。我國(guó)從建國(guó)初期到70年代由于水泥的生產(chǎn)工藝和品種單一，水泥的含堿量低，再加上混凝土的水泥用量低，混凝土中堿的含量相應(yīng)降低。正是由于這個(gè)原因，在80年代前我國(guó)工程界中沒(méi)有堿集料反應(yīng)引起破壞的工程實(shí)例。80年代開(kāi)始陸續(xù)發(fā)生了一些堿集料反應(yīng)的工程實(shí)例，其中有××個(gè)機(jī)場(chǎng)的水泥混凝土道面發(fā)生了不同程度的堿集料反應(yīng)，發(fā)生堿集料反應(yīng)的機(jī)場(chǎng)大部分是70年代中期以后修建的，從地理位置上看均位于長(zhǎng)江以北的三北地區(qū)。研究表明，這與三北地區(qū)水泥含堿量大、鹽堿土多和三北地區(qū)的氣候特征有關(guān)，特別是這個(gè)時(shí)期生產(chǎn)的水泥含堿量大都在1.2%以上，有的高達(dá)1.6%，加上高含堿量外加劑的使用，使單位混凝土中的含堿量增大，提供了生產(chǎn)堿集料反應(yīng)的內(nèi)在條件。
進(jìn)入90年代以來(lái)，人們普遍認(rèn)識(shí)到堿集料反應(yīng)的嚴(yán)重后果，對(duì)提高混凝土耐久性的要求日益迫切。1992年第九屆國(guó)際混凝土堿集料反應(yīng)會(huì)議在倫敦召開(kāi)，同年在新德里召開(kāi)了國(guó)際水泥化學(xué)會(huì)議，把水泥混凝土的耐久性列為重要議題，其中包括對(duì)混凝土堿集料反應(yīng)的研究成果，把堿集料反應(yīng)的研究推向了一個(gè)新階段。80年代末，在發(fā)現(xiàn)多起堿集料反應(yīng)的情況下我國(guó)也開(kāi)始視此項(xiàng)研究，長(zhǎng)江科學(xué)院和南京化工學(xué)院進(jìn)行了大量的研究工作。1993重年設(shè)部修訂的建混凝土細(xì)、粗集料標(biāo)準(zhǔn)(JGJ52-92、JGJ53-92)和1994年交通部發(fā)布的《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ058-94)》，都增加了集料堿活性的檢測(cè)方法，使我國(guó)在堿集料反應(yīng)的預(yù)防有章可循。在80年代末空軍就開(kāi)展了預(yù)防機(jī)場(chǎng)道面堿集料反應(yīng)的研究工作，空軍在1992年8月發(fā)布《空軍機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面預(yù)防腐蝕的技術(shù)措施(試行)》，對(duì)預(yù)防機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面堿集料反應(yīng)起了積極的作用，證明是行之有效的。
本文從目前國(guó)內(nèi)外研究情況出發(fā)，闡述了水泥混凝土道面堿集料反應(yīng)的形成過(guò)程及對(duì)機(jī)場(chǎng)道面的危害，結(jié)合機(jī)場(chǎng)道面設(shè)計(jì)和施工的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了預(yù)防機(jī)場(chǎng)道面堿集料反應(yīng)的措施。
2機(jī)場(chǎng)道面堿集料反應(yīng)的形成和對(duì)機(jī)場(chǎng)道面的危害
水泥混凝土中的堿集料反應(yīng)有堿—硅酸反應(yīng)和堿—碳酸鹽反應(yīng)兩種形式。堿—硅酸反應(yīng)是混凝土粗集料中含有非晶質(zhì)的活性二氧化硅(SiO2)，水泥中存在的堿性氧化物(Na2O、K2O)或可以由其它途徑得到堿(堿含量大于0.6%)，在潮濕的環(huán)境中水泥漿中的堿性氧化物水解后生成的氫氧化納、氫氧化鉀與集料中的活性二氧化硅反應(yīng)，在集料表面生成堿—硅酸凝膠體，這種膠體物質(zhì)遇水膨脹后引起混凝土破壞；堿—碳酸鹽反應(yīng)是水泥中的堿與粗集料中的白云石之間在水的作用下反應(yīng)，體積也會(huì)膨脹，使混凝土開(kāi)裂，與堿—硅酸反應(yīng)不同的是，堿—碳酸鹽反應(yīng)繼續(xù)產(chǎn)生堿，繼續(xù)反復(fù)與白云石反應(yīng)。
堿集料反應(yīng)的機(jī)場(chǎng)道面有以下特征：堿—碳酸鹽反應(yīng)表現(xiàn)為混凝土集料的周圍和縫隙間有硅酸凝膠存在或滲出；堿—碳酸鹽反應(yīng)表現(xiàn)為有白色的碳酸鈣和碳酸鈉析出。道面的外觀表現(xiàn)為道面表面出現(xiàn)樹(shù)枝狀、網(wǎng)狀裂縫(龜裂)，在集料處膨脹、開(kāi)裂。盡管這些裂縫并不會(huì)使道面完全破壞，卻降低了機(jī)場(chǎng)道面的其它使用功能、降低道面的服務(wù)水平，加速道面破壞，縮短道面的使用壽命。
機(jī)場(chǎng)道面混凝土通常采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，這類水泥特別是三北地區(qū)生產(chǎn)的水泥含堿量一般較高；機(jī)場(chǎng)道面混凝土的水泥用量一般都在300kg/m3以上，且經(jīng)常處在地面的潮濕環(huán)境中，因而發(fā)生堿集料反應(yīng)的可能性較大，采取預(yù)防措施尤為必要。
