1 案例背景介紹

　　庫爾勒機場遷建工程2800m長的跑道和320m長的民航站坪混凝土道面建于2004年9月5日～10月29日，對于飛機使用的道面混凝土設(shè)計抗折強度為5.0MPa,對于運輸飛機（軍用、民用）使用道面的道肩混凝土設(shè)計抗折強度為4.5MPa，相應(yīng)的抗壓強度均不低于30MPa 。2004年11月道面混凝土出現(xiàn)1～3cm大的黑斑（見圖1），伴

　　　圖5.1-1 機場道面黑斑

　　有白色結(jié)晶物析出，至2005年3月，黑斑數(shù)量增加，鑿開混凝土，可見黑斑下存在松散顆粒（見圖2）。

圖2 道面混凝土黑斑下的松散顆粒

　　庫爾勒機場遷建工程試驗檢測工作主要有兩部分組成：一部分是在道面施工的各施工標(biāo)段進行的自檢，這項工作主要由空軍六總隊、空軍七總隊、空軍九總隊三個總隊在施工現(xiàn)場的工地試驗室自行完成的；另一部分是抽檢，主要由新疆巴州建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心承擔(dān)完成，部分由新疆交通科研所完成。抽檢頻率按照自檢頻率的30%進行，抽檢方式為監(jiān)理、指揮部見證取樣，監(jiān)理部下發(fā)試驗檢測委托單，試驗要求及內(nèi)容以試驗委托單為主。

　　2 檢測方法與檢測過程注意事項

　　庫爾勒遷建機場工程跑道道面水泥混凝土主要試驗檢測工作內(nèi)容：一是道面水泥混凝土所用原材料檢測，包括水泥混凝土用硅酸鹽42.5Ⅱ型低堿水泥、水洗砂（中粗砂）、5～40mm碎石、水、引氣高效緩凝減水劑；另一檢測內(nèi)容是道面水泥混凝土強度檢測，主要有道面混凝土試塊抗壓抗折試驗、道面水泥混凝土鉆芯抗劈裂抗拉試驗。所有試驗檢測內(nèi)容按照《民用航空運輸機場水泥混凝土道面技術(shù)規(guī)范》（MH5006-2002）及相關(guān)的國家規(guī)范進行。

　　3 檢測結(jié)果與分析

　　經(jīng)檢驗，所有進場的道面水泥混凝土原材料（水泥堿含量由機場提供）符合設(shè)計及規(guī)范要求。道面水泥混凝土粗集料為碎石，主要由庫爾勒采石場提供，有少量可能來自庫爾勒永超有限責(zé)任公司采石場。采石場巖石存在部分鹽粘結(jié)顆粒如圖3，工地的碎石情況如圖4所示，砂采自戈壁灘，工地砂如圖5所示。

圖3 采石場中部分鹽粘結(jié)巖石

圖4工地碎石

圖5工地砂

　　發(fā)現(xiàn)黑斑后，對原材料和配合比進行復(fù)查，沒有發(fā)現(xiàn)異常情況。后經(jīng)研究分析發(fā)現(xiàn)，機場混凝土道面黑斑是由鹽（石鹽）粘結(jié)巖石（見圖6）溶解生成NaCl進入砂漿引起的。

圖6 鹽粘結(jié)巖石

　　通過采用工程所用砂、石、水泥和外加劑按工程配合比配制混凝土，在混凝土中埋置少量鹽粘結(jié)巖石。然后用南京的砂、水泥拌制砂漿，在砂漿中埋置少量鹽粘結(jié)巖石。在實驗室放置2d后，混凝土試件和砂漿試件出現(xiàn)了類似道面混凝土的黑斑，黑斑位置對應(yīng)與埋置鹽粘結(jié)巖石的位置（見圖7）。因此可以判定，混凝土道面的黑斑是由鹽粘結(jié)巖石引起的。經(jīng)過仔細檢查料堆，發(fā)現(xiàn)石子中確實存在少量結(jié)晶鹽和軟弱顆粒，與混凝土黑斑下的結(jié)晶物外觀色澤相近，化學(xué)成分相似，主要是氯鹽，可以確定黑斑應(yīng)該由粗骨料石子中鹽分引起的。

　　圖7 混凝土試件和砂漿試件表面的黑斑

　　通過顯微鏡下觀察到的顆粒結(jié)構(gòu)（見圖8和圖9），小顆粒巖石由鹽粘結(jié)在一起。

圖8 混凝土中松散顆粒和鹽粘結(jié)巖石的微觀結(jié)構(gòu)

圖9 混凝土中松散顆粒和鹽粘結(jié)巖石的微觀結(jié)構(gòu)

　　圖10 圓柱體芯樣在劈裂抗拉試驗裝置

            圖11 圓柱體芯樣劈裂抗拉試驗后破壞形態(tài)

　　道面水泥混凝土試塊抗折、抗壓強度符合設(shè)計要求，鉆芯取樣試件經(jīng)劈裂抗拉強度試驗，見圖10和圖11，將劈裂抗拉強度換算為抗折強度后均符合設(shè)計要求，合格率100％。對石子的有害物含量進行檢測，硫酸鹽含量合格。石子的國家標(biāo)準(zhǔn)中對氯鹽沒有具體指標(biāo)要求，所以在檢測中沒有及時發(fā)現(xiàn)這個問題。

　　從現(xiàn)場斑點分布情況分析，石鹽在混凝土攪拌運輸過程中分散，但沒有完全溶解，在振搗過程中上浮，造成混凝土上表層斑點偏多。氯鹽的主要危害是引起鋼筋銹蝕，《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50164-19）對混凝土拌合物中的氯化物總含量(以氯離子重量計)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）對素混凝土，不得超過水泥重量的2%；（2）對處于干燥環(huán)境或有防潮措施的鋼筋混凝土，不得超過水泥重量的1%；（3）對處在潮濕而不含有氯離子環(huán)境中的鋼筋混凝土，不得超過水泥重量的0.3%。根據(jù)南京工業(yè)大學(xué)對現(xiàn)場混凝土的分析結(jié)果，氯離子含量為1.00kg/m3 ，占水泥重量的0.3%，可以用于跑道類干燥環(huán)境。

　　4 事故結(jié)論與處理建議

　?。?）在有水條件下鹽溶會形成孔洞，降低混凝土強度，經(jīng)過現(xiàn)場斑點處鉆芯取樣和對混凝土小梁抗折試驗，混凝土強度滿足設(shè)計要求，而且混凝土實際抗?jié)B等級高于設(shè)計要求，沒有水反應(yīng)無法完成，對混凝土黑斑表層處理后可以滿足使用要求，但應(yīng)及時處理補救。

　　（2）建議出臺相關(guān)規(guī)定或措施，對重要工程或重要結(jié)構(gòu)件部位應(yīng)在施工前對砂石料進行強制性全項檢測以避免委托方人為減項造成漏檢現(xiàn)象。施工中間過程實施不定期的摸查和監(jiān)控，特別要加強有害成分的檢測。對擬用于工程的砂石料特別是石鹽含量較高的山體破碎石應(yīng)進行沖洗并經(jīng)檢測合格后方可使用，以避免不合格砂石料用于工程建設(shè)引發(fā)質(zhì)量事故。

　　參考文獻

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