从机场道面混凝土事故引发对氯盐问题的思考

　　1 案例背景介绍

　　库尔勒机场迁建工程2800m长的跑道和320m长的民航站坪混凝土道面建于2004年9月5日～10月29日，对于飞机使用的道面混凝土设计抗折强度为5.0MPa,对于运输飞机（军用、民用）使用道面的道肩混凝土设计抗折强度为4.5MPa，相应的抗压强度均不低于30MPa 。2004年11月道面混凝土出现1～3cm大的黑斑（见图1），伴

　　　图5.1-1 机场道面黑斑

　　有白色结晶物析出，至2005年3月，黑斑数量增加，凿开混凝土，可见黑斑下存在松散颗粒（见图2）。

图2 道面混凝土黑斑下的松散颗粒

　　库尔勒机场迁建工程试验检测工作主要有两部分组成：一部分是在道面施工的各施工标段进行的自检，这项工作主要由空军六总队、空军七总队、空军九总队三个总队在施工现场的工地试验室自行完成的；另一部分是抽检，主要由新疆巴州建设工程质量检测中心承担完成，部分由新疆交通科研所完成。抽检频率按照自检频率的30%进行，抽检方式为监理、指挥部见证取样，监理部下发试验检测委托单，试验要求及内容以试验委托单为主。

　　2 检测方法与检测过程注意事项

　　库尔勒迁建机场工程跑道道面水泥混凝土主要试验检测工作内容：一是道面水泥混凝土所用原材料检测，包括水泥混凝土用硅酸盐42.5Ⅱ型低碱水泥、水洗砂（中粗砂）、5～40mm碎石、水、引气高效缓凝减水剂；另一检测内容是道面水泥混凝土强度检测，主要有道面混凝土试块抗压抗折试验、道面水泥混凝土钻芯抗劈裂抗拉试验。所有试验检测内容按照《民用航空运输机场水泥混凝土道面技术规范》（MH5006-2002）及相关的国家规范进行。

　　3 检测结果与分析

　　经检验，所有进场的道面水泥混凝土原材料（水泥碱含量由机场提供）符合设计及规范要求。道面水泥混凝土粗集料为碎石，主要由库尔勒采石场提供，有少量可能来自库尔勒永超有限责任公司采石场。采石场岩石存在部分盐粘结颗粒如图3，工地的碎石情况如图4所示，砂采自戈壁滩，工地砂如图5所示。

图3 采石场中部分盐粘结岩石

图4工地碎石

图5工地砂

　　发现黑斑后，对原材料和配合比进行复查，没有发现异常情况。后经研究分析发现，机场混凝土道面黑斑是由盐（石盐）粘结岩石（见图6）溶解生成NaCl进入砂浆引起的。

图6 盐粘结岩石

　　通过采用工程所用砂、石、水泥和外加剂按工程配合比配制混凝土，在混凝土中埋置少量盐粘结岩石。然后用南京的砂、水泥拌制砂浆，在砂浆中埋置少量盐粘结岩石。在实验室放置2d后，混凝土试件和砂浆试件出现了类似道面混凝土的黑斑，黑斑位置对应与埋置盐粘结岩石的位置（见图7）。因此可以判定，混凝土道面的黑斑是由盐粘结岩石引起的。经过仔细检查料堆，发现石子中确实存在少量结晶盐和软弱颗粒，与混凝土黑斑下的结晶物外观色泽相近，化学成分相似，主要是氯盐，可以确定黑斑应该由粗骨料石子中盐分引起的。

　　图7 混凝土试件和砂浆试件表面的黑斑

　　通过显微镜下观察到的颗粒结构（见图8和图9），小颗粒岩石由盐粘结在一起。

图8 混凝土中松散颗粒和盐粘结岩石的微观结构

图9 混凝土中松散颗粒和盐粘结岩石的微观结构

　　图10 圆柱体芯样在劈裂抗拉试验装置

            图11 圆柱体芯样劈裂抗拉试验后破坏形态

　　道面水泥混凝土试块抗折、抗压强度符合设计要求，钻芯取样试件经劈裂抗拉强度试验，见图10和图11，将劈裂抗拉强度换算为抗折强度后均符合设计要求，合格率100％。对石子的有害物含量进行检测，硫酸盐含量合格。石子的国家标准中对氯盐没有具体指标要求，所以在检测中没有及时发现这个问题。

　　从现场斑点分布情况分析，石盐在混凝土搅拌运输过程中分散，但没有完全溶解，在振捣过程中上浮，造成混凝土上表层斑点偏多。氯盐的主要危害是引起钢筋锈蚀，《混凝土质量控制标准》（GB50164-19）对混凝土拌合物中的氯化物总含量(以氯离子重量计)应符合下列规定：（1）对素混凝土，不得超过水泥重量的2%；（2）对处于干燥环境或有防潮措施的钢筋混凝土，不得超过水泥重量的1%；（3）对处在潮湿而不含有氯离子环境中的钢筋混凝土，不得超过水泥重量的0.3%。根据南京工业大学对现场混凝土的分析结果，氯离子含量为1.00kg/m3 ，占水泥重量的0.3%，可以用于跑道类干燥环境。

　　4 事故结论与处理建议

　　（1）在有水条件下盐溶会形成孔洞，降低混凝土强度，经过现场斑点处钻芯取样和对混凝土小梁抗折试验，混凝土强度满足设计要求，而且混凝土实际抗渗等级高于设计要求，没有水反应无法完成，对混凝土黑斑表层处理后可以满足使用要求，但应及时处理补救。

　　（2）建议出台相关规定或措施，对重要工程或重要结构件部位应在施工前对砂石料进行强制性全项检测以避免委托方人为减项造成漏检现象。施工中间过程实施不定期的摸查和监控，特别要加强有害成分的检测。对拟用于工程的砂石料特别是石盐含量较高的山体破碎石应进行冲洗并经检测合格后方可使用，以避免不合格砂石料用于工程建设引发质量事故。

　　参考文献

　　[1]  中华人民共和国国家标准.混凝土结构工程施工质量验收规范[S]GB50204-2015.

　　[2]  中华人民共和国国家标准.建筑工程施工质量验收统一标准[S]GB50300-2013

　　[3]  王文明.2008建设工程质量检测鉴定实例及应用指南[M].北京：中国建筑工业出版社.2008-4-1.

　　[4]  王文明.2011混凝土检测标准解析与检测鉴定技术应用指南[M].北京：中国建筑工业出版社.2011-6-1.

　　[5]  王文明.2012新编建设工程无损检测技术发展与应用[M].北京：中国水利水电出版社.2012.7.

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