外加剂在北方机场混凝土施工中的应用研究
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摘 要：随着国家正处于高速发展科技时代，动车、高铁的迅猛发展，海洋探索和太空探索也逐渐进入人们的视野，在未来中国将史无前例的登上太空探索宇宙，与此同时各种基础建设一直在不断加进，铁路建设以及机场建设。对于北方的机场建设，存在一定的挑战性，温度较低，施工环境极其惡劣，最主要的是混凝土在施工中受环境因素影响较大，冬季施工时极易出现质量问题，所以需对混凝土材料掺入外加剂。对外加剂在北方机场混凝土施工中的应用做了进一步的分析与需注意的安全问题。
关键词：外加剂;混凝土;北方机场
中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.17.099
1 前言
在机场建设中应引进更多的新技术、 新手段、新工艺，将这些新颖的方法投入到机场建设中，使得机场施工中的科技含量、 施工效率、 施工质量都得到大幅度的提升。在北方机场混凝土施工时，冬季时间较长，温度很低，环境极为恶劣，混凝土施工受到自然条件后极易出现质量问题。在冬季施工中特别注意混凝土从拌合、运输、摊铺、浇筑、养护的施工，以确保北方机场施工中的混凝土质量。
2 北方机场施工概况
机场施工主要分为桥梁工程、通道工程、圆管涵工程、装饰工程以及各种管线工程等。
施工前需先科学谨慎的选择合理的施工方案，重点把握施工环节细节管理。可通过多次试验的方法来论证已选用的施工方案的科学合理性，并进行可行性分析。施工单位应严格按照已批准的施工方案来操作，在某些超过一定规模范围性的危险性比较大的工程之中必须进行编制专项的施工方案，并由施工单位进行组织特定专家来对专项方案进行论证。其中包括了深基坑、模板及支撑工程、起重及吊装工程、安装和拆卸工程、脚手架工程等。施工技术质量标准及精度应符合设计及规范要求，并根据周边自然地理环境进行前期调查。
在机场建设中，关键是机场基础工程的施工，包括道路基础和桥梁基础的混凝土施工，道路工程混凝土的施工直接影响到机场运营期间的安全问题，桥梁工程混凝土的施工直接影响到主流交通的运营。北方路基和桥梁基础工程建设面临地势复杂、施工不易、施工效率低下等多重困难，为克服这些困难，必须采用新技术、新方法。
在基础工程上受季节性环境因素限制，以下为冬季混凝土施工基本要求：
（1）冬季施工条件为当施工现场环境日平均气温连续5d稳定低于5℃，或最低环境气温低于-3℃时，施工中既要防冻，又要快速，以保证混凝土得质量。
（2）为了保证混凝土出料温度不低于10℃，应在混凝土搅拌站搭设棚罩或其他挡风设施，混凝土达到浇筑地点时所需摊铺温度不得低于5℃，并准备好防冻覆盖和挡风、加热、保温等物资。
（3）混凝土板弯拉强度低于设计规范要求时不得受冻。
（4）在北方机场混凝土施工中应尽量缩短施工工序的时间，组织快速施工。
（5）基础工程的混凝土养护时间不得少于21d。
3 北方机场的混凝土施工
北方机场道路、跑道及桥梁均采用钢筋混凝土材料，混凝土施工主要工序为混凝土配合比设计、搅拌、运输、浇筑及养护等内容。
混凝土原材应尽量选用强度等级较高的硅酸盐水泥、普通水泥或道路水泥。矿渣水泥因耐磨性能较差，不应使用。尽量降低水灰比，同时保证足够的水泥用量，在可能的情况下选择质地坚硬（耐磨性好）的集料，施工中应将混凝土混合料振捣密实，尽量提高道面的强度。
混凝土配合比必须满足其适用的经济性、工作性和耐久性，其次在于混凝土的弯拉强度。在不同的摊铺方式下注意混凝土中含气量、最大用水量及最大水灰比等参数，并符合相关规定。根据配合比设计在实验室内进行弯拉强度、坍落度、含气量等各项指标的试验，并取得计算参数。
间歇式拌合设备为混凝土搅拌首选设备，同时生产前间歇式拌合设备必须进行标定和试拌，所得的配料计量偏差应符合规范规定。在拌合前需对拌合物的凝聚性、均匀性及强度稳定性进行测试，最后通过试拌确定混凝土的最佳拌合时间。
通过施工进度、混凝土的运量、拌合站与浇筑点的运距及路况信息等，确定混凝土罐车运输所选配得车型及数量。一般规定混凝土罐车运输至浇筑地点时的最长时间不得超过混凝土的初凝时间。
混凝土罐车运输至浇筑地点，在监理人员监督下进行坍落度试验，坍落度大小决定混凝土质量的好坏，如果不符合要求，需进行进一步的改良或退换。混凝土浇筑前道路工程及桥梁工程的模板安装应符合相关规定及要求，如平面位置、构建标高、及预埋件等。混凝土浇筑前模板应安装较为稳固、平顺、接缝紧密，且不得出现错台，模板与混凝土接触面必须涂抹隔离剂，防止拆模时混凝土与模板粘结在一起，无法顺利脱模。模板安装完成后，经自检后上报监理进行检查，合格后方可浇筑混凝土。
混凝土浇筑时应注意其后期的养护，及时进行喷洒养护剂或保湿覆盖进行养护。混凝土强度达到棱角不被破坏时可以拆除不受力的侧模，混凝土强度达到设计强度则可进行拆除底模。北方机场昼夜温差较大，可进行保温或加热养护，可采用保温湿养。养护时间一般为14至21天。
4 北方机场混凝土施工中外加剂的作用
北方地区机场基础混凝土受环境影响，其耐磨性、抗冻性、抗开裂及抗冲击等耐久性成为主要问题。混凝土的耐久性破坏将影响机场运营期的安全问题，最终导致机场无法运营，不得不进行不断的维修甚至返工，从而造成极大的浪费。因此在北方机场施工混凝土时应采用外加剂提高混凝土的抗冻性、抗开裂、抗冲击及耐磨性能，减少路面的修补，延长基础的使用寿命。 水泥、粗细骨料、矿物掺合料、外加剂和水为混凝土主要原材料。在混凝土内掺入矿物粉料，可配制成较高强度的混凝土。可在混凝土内掺入的礦物粉料包括优质的粉煤灰、磨细的天然沸石粉及矿渣粉等。而北方基础混凝土最常用的外加剂有：早强剂、减水剂、引气刑、防冻剂等。
北方机场基础施工，温度较低，为了适时加快工程的进度并节省工期，通过在混凝土掺入早强剂使混凝土快速凝结，常见的早强剂是氯化钙、硫酸钠、硫酸钾等早强剂。使用早强剂混凝土早期的强度可以得到显著的提高，并在混凝土后期的凝结过程中不会产生其他显著的影响。早强剂掺入混凝土的主要原理为：加速水泥的水化过程，提高早期混凝土强度的增加，既具有早强和减水增强功能。
混凝土运输过程中，混凝土中的水容易蒸发，以至于达到浇筑地点坍落度较小，此时应掺入减水剂。减水剂是一种表面的活性材料，这种材料在掺入混凝土后，能够对水泥的颗粒起到一定的扩散作用，并把水泥中凝胶体的水从游离中脱离出来，使游离水得到一定的释放，从而减少水的和易性，从而达到节约水泥并提高强度的作用。
在寒冷地区施工中，混凝土同时需要掺入引气剂，这种引气剂能够在混凝土中产生比较小的封闭式的气泡，在进行改善的过程中，利用混凝土的和易性，可以提高抗冻性以及抗渗性，在掺有的引气剂的混凝土也可作为灌浆混凝土使用。
北方机场混凝土施工最重要的外加剂为防冻剂，混凝土在低温下掺入防冻剂后混凝土的硬化会产生一定的变化，并能让混凝土在规定养护的条件下达到预期的混凝土强度和刚度，防冻剂同时可以阻止低温下水分的结冰。保证了低温下混凝土的正常施工，降低混凝土拌和物中的冰点。同时可以与减水剂、引气剂等外加剂一起使用，防冻效果达到最佳状态。在寒冷季节施工时使用，可用于各种机场基础混凝土工程。
5 结语
混凝土外加剂的应用使得混凝土在低温状态下可实现预期的性能，使得机场混凝土施工更为高效、安全与可控，其稳定性、刚度及强度有很大的提升。运用理论与试验的方法进一步对混凝土在外加剂的作用下所能达到的效果进行验证，可知外加剂的掺入使得混凝土达到高强度性能，为此机场混凝土施工有必要考虑外加剂的使用，并应做出更多的推广。
参考文献
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