2012年11月下第41卷第377期施工技术CONSTRUCTION TECHNOLOGY33高原机场道面混凝土含气量的影响因素及控制措施岑国平1，洪刚1，王金华2，杨文科3，谭晓刚3（1．空军工程大学工程学院，陕西西安710038；2．沈阳军区空军勘察设计所，辽宁沈阳110015；3．中国民航机场建设集团公司西北分公司，陕西西安710075）［摘要］通过室内和现场试验，研究了青藏高原地区环境气压、拌合水温和细骨料含泥量对机场道面混凝土含气量的影响。
结果表明，相同的配合比，高原地区混凝土含气量明显小于平原地区，引入的气泡数量少、消退快。
砂子含泥量对混凝土含气量和强度均有显著影响，拌合水温对含气量也有一定影响。
为保证混凝土含气量，结合玉树机场实际情况，提出了相应的技术措施。
［关键词］混凝土；机场；道面混凝土；影响因素；控制措施［中图分类号］TU528.37；U414［文献标识码］A［文章编号］1002-8498（2012）22-0033-03Factors Influencing Air Content of Pavement Concrete forPlateau Airport and Its Control MeasuresCen Guoping 1，Hong Gang 1，Wang Jinhua 2，Yang Wenke 3，Tan Xiaogang 3（1．Engineering College ，Air Force Engineering University ，Xi ’an ，Shaanxi710038，China ；2．Survey＆Design Institute of Air Force of Shenyang Military Region ，Shenyang ，Liaoning110015，China ；3．Northwest Branch of China Airport Construction Group Corporation of CAAC ，Xi ’an ，Shaanxi710075，China ）Abstract ：By indoor and in-situ experiments ，the influences of environmental air pressure ，temperature of mixing water and mud content of fine aggregate on the air content of airport pavement concrete were studied for Qinghai-Tibet plateau region．The results showed that the air content of concrete in plateau is much less than that in plain area at the same mix proportion．Number of air bubbles is less and the bubbles fade faster in plateau．The mud content of sand has a strong influence on both the air content and concrete strength．The temperature of mixing water also affects the air content of concrete．In order to ensure enough air content ，some technique measures were put forward in the construction of Yushu Airport．Key words ：concrete ；airport ；pavement concrete ；influence factors ；control measures ［收稿日期］2012-03-28［基金项目］青海省机场建设横向课题［作者简介］岑国平，教授，E-mail ：cenguoping@163．com 0引言我国青藏高原地区平均海拔4000m 以上，地形复杂，地面交通十分困难。
因此，大力发展航空运输，对改善青藏高原地区的交通状况，促进当地经济发展和国防建设，抗击自然灾害具有十分重要的意义。
但由于青藏高原独特的气候和自然环境，在机场建设过程中遇到许多困难。
高原地区气候寒冷，温差大，大风多，对机场道面混凝土的耐久性带来很大影响。
如青海玉树机场，海拔3900m 左右，冬季最低气温－42ħ，日最大温差29.8ħ，一年中具有正负温交替的天数为228d 。
经统计计算，玉树机场混凝土的年冻融次数为168次［1］，而我国东北非常寒冷的平原城市哈尔滨冻融次数只有129次［2］。
因此，高原地区的自然冻融循环次数明显多于平原地区。
此外，玉树的冰雹、雨雪等天气也很多，容易引起道面混凝土的冻融破坏。
为提高道面的抗冻性，在混凝土中需掺加引气剂。
但由于高原环境气压低，加上机场道面采用干硬性混凝土，混凝土引气比较困难，含气量不易保证。
为此，对高原机场道面混凝土含气量的影响因素进行了全面分析，并提出了相应措施，确保了道面混凝土的质量。
1高原地区混凝土含气量的影响因素提高混凝土抗冻性的主要措施是在混凝土中掺加引气剂。
根据试验，道面混凝土中含气量必须达3% 4%才能满足F300的抗冻性要求［3］。
但混凝土含气量受许多因素影响，尤其是高原的环境条34施工技术第41卷件对含气量有较大影响。
为此，对环境气压、拌合水温、细骨料含泥量等因素对含气量的影响进行了系统的试验研究。
1.1环境气压对含气量的影响在西安（海拔约为490m）进行的混凝土室内配合比试验中，含气量均超过4%，但同样的配合比在玉树机场混凝土试拌时，含气量只有1% 2%。
为寻找高原地区含气量减少的原因，课题组分别在西安和玉树机场进行了引气剂摇泡试验对比。
摇泡试验是检验引入气泡数量及气泡稳定性的重要方法。
只有引入足够的气泡，且比较稳定，才能在硬化混凝土中保持足够的含气量。
引气剂分别采用十二烷基硫酸钠和松香皂。
水泥为P·O42.5低碱水泥。
试验结果如表1所示。
表1引气剂摇泡试验结果Table1Bubbles producing test result ofair entraining agent时间/h玉树/mm西安/mm十二烷松香皂十二烷松香皂09525140400.5652513037150251253723020125373201512537415151203751515110356151511035从表1可知，玉树、西安两地试验的起泡高度相差较大，玉树试验的初始气泡高度明显小于西安试验，泡沫持续时间也远低于西安试验。
通过摇泡试验，证明环境气压对气泡数量、气泡持久性即气泡膜的牢固程度有较大影响。
这一现象与文献［4］的试验结果基本一致。
1.2水温对混凝土含气量的影响玉树地区气温低，砂石料、拌合用水温度较低。
其中拌合用水采用当地河水，这些河流由高山上的积雪融化形成，夏季的水温也仅8 10ħ。
用低温水拌合混凝土，对含气量是否有影响？为此，进行了不同水温的对照试验。
混凝土试验配合比为：水泥330kg/m3，水灰比0.43，砂率0.32，减水剂为萘系高效减水剂，掺量1.0%，引气剂为十二烷，掺量1/万。
水温变化从50ħ降至10ħ，分别测定不同水温混凝土含气量值，水温50，40，30，20，10ħ时，含气量分别为3.9%，4.9%，3.9%，3.7%，3.5%。
由试验结果可以看出，当水温在10 40ħ时，混凝土的含气量随温度的升高而增加，而当水温超过40ħ时，含气量反而降低。
因此高原地区水温过低，也会造成引气不足。
1.3细骨料含泥量对混凝土含气量的影响除了气压和水温外，细骨料含泥量对混凝土含气量也有重要影响。
玉树当地产的河砂含泥量较高，在道面混凝土试拌时，含气量达不到要求。
如果加大引气剂掺量，虽然可以增大含气量，但混凝土出现黏稠现象，施工单位反映抹面非常困难，而且出现很多表面裂缝。
为此，在玉树机场工地进行砂石料中的总含泥量与混凝土含气量关系的试验。
当含泥量从0.9%增大到3.7%，含气量明显减小，主要是因为细骨料中超量的黏土颗粒对引气剂有较强的吸附作用，造成引气效果降低。
同时含泥量增大时混凝土强度也有明显减小（见表2）。
表2含泥量对混凝土含气量的影响（玉树试验）Table2Influence of mud content on theconcrete air content（Yushu）砂石料中的总含泥量/%混凝土含气量/%7d抗折强度/MPa0.9 3.8 6.52.03.2 5.23.7 2.84.1为更好地研究砂石料中的总含泥量对混凝土性能的影响，在西安实验室进行了系统的试验。
其他配合比不变，砂石料中的总含泥量从0.5% 5%，结果如表3所示。
表3砂石料中的总含泥量对混凝土性能的影响（西安试验）Table3Influence of total mud content on theconcrete performance（Xi’an）试件编号含泥量/%含气量/%维勃稠度/s28d强度/MPa抗折抗压10.5 5.412 5.8240.321 5.213 5.9543.132 3.613 6.2946.343 3.116 6.1845.254 2.125 5.4839.865 2.026 4.6537.8试验结果表明，当砂石料中的总含泥量增大时，混凝土含气量显著减小，维勃稠度增大，和易性变差。
而混凝土强度出现先增大后减小的情况，最大值出现在含泥量2%左右，如图1所示。
混凝土强度受含泥量和含气量的双重影响。
对非引气混凝土来说，混凝土强度随砂石料中的总含泥量的增大而减小，且在含泥量超过3.5%时影响更加明显［5］；对引气混凝土，如砂石料中的总含泥量不变，混凝土强度随含气量增大而减小［4］。
而本文中引气剂掺量不变，改变砂石料中的总含泥量，引起含2012No．377岑国平等：高原机场道面混凝土含气量的影响因素及控制措施35气量的变化。
当含泥量较小时，含气量比较大，混凝土强度较低；当含泥量增大时，含气量明显减小，混凝土强度有所提高；但当含泥量继续增大时，含气量的减小相对变缓，而含泥量对强度的影响作用变大，造成混凝土强度下降。
因此，从混凝土含气量、和易性、强度等方面综合考虑，砂石料中的总含泥量不能过大，尤其在高原地区混凝土引气较困难的情况下，砂石料中的总含泥量应严格控制。