1、2023.No.6-21-0引言我国疆土辽阔，西北地区普遍存在干旱、多风等气候特征，对工程建设存在不利影响。甘肃省某机场场道工程项目地处河西走廊中部，属中纬度大陆性温带干旱气候，具有光照丰富、温差大、风沙多、干旱少雨、降水分布不均等特点，全年气候干燥，夏季风沙日数居高不下，沙尘暴呈上升趋势。机场道面一般使用干硬性混凝土，在浇筑、振捣、做面之后有拉毛工艺，其主要目的是增大跑道道面摩擦系数和将抹子印清除，保持道面均匀美观。拉毛工具用塑料焊条，拉毛的纹理与纵向施工缝垂直，用钢靠尺量好前、后次的间距后实施拉毛，拉毛后的道面表面纹理顺直均匀、深浅一致，提高道面观感，具有良好的平均纹理深度，保证飞机运行质
2、量。但是结合现场实际施工经验发现，在西北地区温差大、风沙大等恶劣气候条件下，道面拉毛施工过程中易发生混凝土假凝情况，从而使拉毛工艺操作困难，导致道面纹理深度差，影响施工质量。为了应对恶劣的施工环境，提高道面拉毛质量，总结出适用于干旱多风地区干硬性混凝土假凝防治方法，保证混凝土成品质量，开展了相关研究。多位学者在道面混凝土假凝防治方面已做过大量研究。石保莉等1通过对水泥假凝问题进行一系列试验研究及工艺改造，分析出水泥中C3A的活性是引起水泥假凝的第一大因素；季纹旭等2通过探讨假凝产生的机理、危害，提出其本质是由于C3A、石膏、温度、碱性等因素影响；李晋3通过研究混凝土配合比，提出了水泥中C3A含
3、量、温度和风速、气候干燥等易出现假凝的影响原因；李聪4通过对混凝土假凝产生的原因作出对比和分析，探讨了选择优质原料、干旱多风地区干硬性混凝土假凝防治研究张桂琛，李汉琨（北京金港场道工程建设有限公司，北京100073）摘要：针对在干旱、多风等严酷气候环境条件下的机场场道工程道面混凝土施工作业中易发生混凝土假凝，导致混凝土做面拉毛工艺操作困难，从而出现道面平均纹理深度不合格、观感差等质量问题，为了提高施工质量，开展了干硬性混凝土假凝的原因分析及防治研究，从水泥材料的铝酸三钙含量、粉磨工艺、碱含量、比表面积等性能参数中试验分析总结，得出了适用于西北干旱多风地区机场场道工程道面混凝土用水泥的参数选择建
4、议，通过水灰比对混凝土产生假凝的影响总结出不同气温、风力条件下的最佳水灰比，应用了增加一道覆盖塑料布工艺并总结出不同气温、风力条件下所需的覆盖时间，多措并举，有效降低了混凝土假凝发生概率，保证了混凝土施工质量。关键词：土木工程；干旱；混凝土；假凝；水泥；水灰比Abstract:Under harsh climatic conditions such as drought and wind,the concrete false coagulation is likely to occur in the construction of the pavement concrete of the ai
5、rport road engineering,which leads to the difficulty in the operation of the roughening process on the concrete surface,resulting in the unqualified average texture depth of the pavement surface.In order to improve the construction quality,the reasons analysis for the dry-hard concrete false coagula
6、tion and prevention and control research were carried out.Based on the experimental analysis and summary about the performance parameters of cement material such as tricalcium aluminate content,grinding process,alkali content and specific surface area,a suggestion for the selection of cement paramet
7、ers for the road surface concrete of the airport road engineering in the arid and windy area of the northwest is obtained.The optimal water-cement ratio under different temperature and wind conditions was summarized by analyzing the influence of water-cement ratio on the false coagulation of concret
8、e.In addition,the plastic sheet was used to cover the concrete,and the covering time under different temperature and wind conditions was summarized.Multiple measures are taken simultaneously,which effectively reduces the probability of concrete false coagulation and ensures the quality of concrete c
9、onstruction.Key words:civil engineering;drought;concrete;false coagulation;cement;water-cement ratioFirst authors address:Beijing Jingang Road Engineering Construction Co.LTD.,Beijing 100073,China中图分类号：TU528.0文献标志码：A文章编号：1002-9877（2023）06-0021-04DOI：10.13739/11-1899/tq.2023.06.005基金项目：中建股份科技研发计划资助（C
10、SCEC-2021-Z-34；CSCEC-2020-Z-30）-22-2023.No.6延长搅拌时间等预防措施；贾宏财5通过研究在风沙较大环境下浇筑混凝土，提出了改进施工工艺、完善操作方法、选用优质材料等假凝防治措施；赵志青等6通过研究大风恶劣天气对机场道面混凝土假凝产生的影响，摸索出覆盖土工布工艺解决假凝问题，取得较好效果。1混凝土假凝原因分析1.1水泥选择影响通过查阅相关文献与现场试验分析，水泥的质量是混凝土产生假凝的重要影响因素。除了水泥C3A含量及粉磨细度等内在因素外，还与环境温度、加水量及外加剂掺加等外在因素密切相关，对水泥凝结速率和硬化强度产生一定影响。假凝值是美国水泥标准中的指标
11、，可以简单理解为针入度试验试针垂直贯入水泥试体的百分数，要求不得小于50%1。1.1.1水泥中铝酸三钙（C3A）含量的影响根据相关研究可知，C3A水化速度快，水化热高，影响混凝土浆体的流动性，采用C3A含量高的水泥易导致混凝土假凝，采用C3A含量低的水泥会导致混凝土泌水，C3A含量与水泥流动性关系如图14。开始时2 h后2341180170160150140130120110100流动性/mmC A含量/%3图1水泥C3A含量与流动性关系由图1可知，当水泥中C3A含量不断增加，初始流动性随之不断减小，而2 h后流动性为先增加后减小。1.1.2水泥粉磨工艺的影响根据相关研究可知，水泥粉磨工艺和温
12、度对粉磨质量有一定影响。基于此，笔者调查了水泥厂不同粉磨工艺的水泥，通过试验对比，得出以下的结论：（1）对于相同原料，因粉磨的工艺方式不同，结果数据有很大偏差。（2）开路方式粉磨的假凝值低于闭路方式粉磨的假凝值2。1.1.3水泥中碱含量的影响水泥碱含量也对假凝有一定影响，当水泥中碱含量较大时，更易发生假凝现象。1.1.4水泥比表面积的影响根据现场经验与试验分析，当气温低于25，且水泥C3A含量低于5%，比表面积小于350 m2/kg，水灰比大于0.45时，混凝土几乎不发生假凝，但经常发生泌水；在相同条件下，当比表面积大于350 m2/kg且小于380 m2/kg时，假凝和泌水均有一定概率发生；
13、当比表面积大于380 m2/kg时，混凝土大概率发生假凝，却几乎不发生泌水。具体如表1所示。表1水泥比表面积与假凝率统计比表面积/（m2/kg）发生假凝及趋势/%发生泌水及趋势/%38080（上升）01.2水灰比影响水灰比直接影响水泥浆的稠度。在水泥用量相同情况下，水灰比越大，会使水泥浆的流动性加大，导致混凝土产生流浆、离析；水灰比越小，可能造成混凝土暂时缺水，导致假凝产生的可能性提高。凝结过程中，其他水化反应及干旱、多风等环境影响会消耗一定水分，需增加需水量，即应适当加大水灰比。经现场调查，发现混凝土施工作业队人员未能根据现场环境情况及时调整水灰比，导致水灰比过小发生混凝土假凝，如图2所示，
14、或者水灰比过大无法做面拉毛，如图3所示。图2水灰比过小混凝土假凝1.3施工工艺影响经现场调查，发现现场混凝土施工过程中按照规范中施工工艺流程作业，虽制定了产生混凝土假凝后的处理措施，但未制定作业中的预防措施，导致混凝土的假凝产生缺少事前事中控制。2023.No.6-23-张桂琛，等：干旱多风地区干硬性混凝土假凝防治研究图3水灰比过大无法做面拉毛2混凝土假凝防治对策2.1选择水泥经考察项目周边水泥厂家的正常生产能力，通过进一步试验比选，得出更适用于干旱多风地区机场大面积水泥混凝土浇筑施工的水泥参数。水泥假凝值与C3A含量关系如图4所示，水泥假凝值与含碱量关系如图5所示，水泥比表面积的影响见表1。
15、结合以上数据分析，本工程选用闭路磨生产的低碱水泥，C3A含量控制在6.0%以下，碱含量控制在0.5%以下，比表面积控制在350370 m2/kg之间。80.070.060.050.040.030.03.04.05.06.07.08.0假凝值/%C A含量/%3图4水泥假凝值与C3A含量关系100.090.080.070.060.050.040.030.00.00.10.30.20.40.60.50.7碱含量/%假凝值/%图5水泥假凝值与碱含量关系同时由于西北地区水源中碱含量较高，经过研究采取打200 m深井获取水源，经试验检测水源满足混凝土施工要求。2.2控制水灰比在现场混凝土浇筑过程中，根据
16、现场实际情况进行试验总结，确定各种温度、风力条件下最佳施工水灰比，得到不同情况最佳水灰比数据，统计信息见表2。表2不同情况最佳水灰比统计温度/不同风力时的水灰比无风03级34级45级5100.3800.3950.4150.42610200.3920.3980.4230.43220300.4120.4210.4350.44830350.4280.4320.4450.458由表2数据可知，温度越高、风力越大，施工所需要的水灰比越大。随时根据现场气温、风力调整水灰比，降低混凝土假凝的发生概率，提高做面效率，有效保证施工质量。当风力达到5级以上时，已不适合混凝土施工，但西北地区风沙大、气温变化快，时常会骤然起风，故此数据既可用于正常指导施工，也可用于预防突发情况作施工参照。2.3增加施工工艺由于气温、风力的影响，道面混凝土表面水分蒸发较快，特别容易使表面35 mm厚度的砂浆发生假凝。在正常道面混凝土施工过程中，滚杠提浆完成后，紧跟木抹抹面，但在试验观察过程中，混凝土假凝大多发生在此阶段。经查阅文献及现场试验，采用在此阶段增加一道覆盖塑料布施工工艺的方式，来降低或限制混凝土的假凝。覆盖塑料布工艺