機(jī)場(chǎng)道面干硬性混凝土配合比設(shè)計(jì)

1、機(jī)場(chǎng)道面干硬性混凝土配合比設(shè)計(jì) 【摘 要】：本文從分析影響混凝土抗折強(qiáng)度的主要因 數(shù)著手，以上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)第四跑道道面配合比設(shè)計(jì)為 例，通過(guò)對(duì)水灰比、砂率、二級(jí)配碎石比例等要素的確定過(guò) 程，簡(jiǎn)要的的闡述了道面抗折混凝土配合比的主要試配思路 及方法。 【關(guān)鍵詞】道面，混凝土配合比，水灰比，砂率，骨料 級(jí)配 1 工程概況 浦東機(jī)場(chǎng)第四跑道位于浦東機(jī)場(chǎng)第二跑道東側(cè) 440 米 處，總投資 27.68 億元，兩端與第二跑道兩端對(duì)齊，長(zhǎng) 3800 米、寬 60米，飛行區(qū)指標(biāo)為 4F 級(jí)。道面混凝土設(shè)計(jì)抗折強(qiáng) 度為5.0 MPa，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過(guò)計(jì)算、試配 得出科學(xué)合理的配合比，用以指導(dǎo)施工

2、，保證混泥土具有良 好的性能，滿足設(shè)計(jì)及施工要求。 2 抗折混凝土配合比設(shè)計(jì)原理 機(jī)場(chǎng)跑道混凝土的主要受力特征是反復(fù)承受各種噸位 的飛機(jī)加速或減速所帶來(lái)的荷載，尤其是對(duì)于飛機(jī)起降區(qū)域 的混凝土板塊，反復(fù)承受巨大的沖擊荷載。而此類(lèi)荷載產(chǎn)生 的彎拉應(yīng)力對(duì)混凝土板塊的破壞能力遠(yuǎn)大于壓應(yīng)力對(duì)板塊 的破壞能力，因此在機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)以 抗折強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 抗折混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)尋求最優(yōu)比例的過(guò) 程，既要使拌合物具有合適的和易性滿足施工要求，又要使 硬化混凝土具有足夠的強(qiáng)度、耐久性及抵抗收縮性，滿足使 用要求，同時(shí)也要盡可能的降低工程成本，滿足經(jīng)濟(jì)要求。 在尋求最優(yōu)比例之前，我

3、們應(yīng)該分析各種因數(shù)對(duì)抗折強(qiáng) 度的影響，用以指導(dǎo)試驗(yàn)室配合比的設(shè)計(jì)與調(diào)整，在配合比 設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)這些影響因數(shù)，對(duì)原材料選優(yōu)汰劣，對(duì)配合比合 理調(diào)整，最終得到滿足要求的試驗(yàn)室配合比。 3 影響抗折強(qiáng)度的主要因數(shù) 影響道面混凝土抗折強(qiáng)度的因數(shù)有很多，本文僅從原材 及配比優(yōu)化的角度對(duì)各種因數(shù)加以探析。 3.1 水泥：混凝土的抗折強(qiáng)度主要來(lái)源于水泥的抗折強(qiáng) 度，在其它因數(shù)固定的前提下，水泥的強(qiáng)度愈高，水化反應(yīng) 后形成的水泥石強(qiáng)度就愈高，從而使所配置的混凝土強(qiáng)度也 就愈高 1 。同時(shí)水泥的細(xì)度對(duì)強(qiáng)度也有影響，水泥細(xì)度大， 水化反應(yīng)快速，前期速度增加快，但是細(xì)度過(guò)大，需水量變 大，不利于降低水灰比。 3.2

4、水灰比：水在混凝土中主要以化學(xué)結(jié)合水和物理吸 附水及自由水等三種形式存在，前者參與水泥的水化反應(yīng)， 成為水化產(chǎn)物的一部分，是硬化混凝土強(qiáng)度的來(lái)源，水泥水 化時(shí)需要的結(jié)合水為水泥用量的 20%25%，后兩者起著潤(rùn) 滑，便于施工成型的作用，吸附水及自由水在水泥硬化時(shí)逐 漸蒸發(fā)，在混凝土中留下許多微小的孔洞，水灰比增大，毛 細(xì)孔隙增多，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，因此可以說(shuō)水灰比在干硬性的 道面混凝土中仍然具有決定性的作用，在用水量、砂率及碎 石比例保持不變的前提下，在一定范圍類(lèi)混凝土抗折強(qiáng)度隨 水灰比的減小而有規(guī)律的提高。因此在保證施工和易性的前 提下，采用較低的水灰比是提高抗折強(qiáng)度一種方法。 3.3 粗集料特

5、性：碎石與砂漿的粘結(jié)性比卵石好，采用 碎石拌制的混凝土，其形成的強(qiáng)度要比采用卵石拌制的混凝 土強(qiáng)度高 1 ；母材強(qiáng)度越高，或者壓碎值越小，對(duì)提高混凝 土強(qiáng)度越有利；良好的骨料級(jí)配及粒形可使道面混凝土形成 具有較大嵌鎖力的密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)，對(duì)提高混凝土強(qiáng)度有利 2 ，良好的骨料級(jí)配同時(shí)可以增加振實(shí)緊密密度，減小空隙 率，從而可以合理的提高混凝土中的骨料用量，而在一定范 圍內(nèi)，混凝土的抗折強(qiáng)度隨骨料絕對(duì)體積的增大而呈上升趨 勢(shì)2 ；在相同的水灰比下，混凝土抗折強(qiáng)度隨最大粒徑增大 而降低，碎石粒徑增大，由于集料比表面積的減小和混凝土 不均勻性的增大，致使混凝土集料粒徑越大，混凝土強(qiáng)度越 低，碎石粒徑過(guò)小

6、會(huì)導(dǎo)致用水量及水泥水泥用量增加，不僅 不經(jīng)濟(jì)，也會(huì)引起混凝土干縮變大，碎石最大公稱(chēng)粒徑不應(yīng) 大于 31.5mm3 ；軟弱顆粒及針片狀顆粒的存在也會(huì)導(dǎo)致強(qiáng) 度降低。 3.4 砂率及砂的細(xì)度模數(shù)：合理的砂率可以有效的填充 粗集料的空隙，達(dá)到同等工作度的前提下減少用水量，提高 碎石用量，間接提高強(qiáng)度。砂率過(guò)小，使和易性變差難以滿 足施工要求，且難以有效填充粗集料空隙，易形成孔洞等缺 陷，難以達(dá)到密實(shí)效果， 砂率過(guò)大， 需要更多的水泥漿包裹， 而在一定單位用水量情況下，漿體變的干澀粘稠，流動(dòng)性降 低，和易性變差，粘結(jié)力下降，同時(shí)會(huì)降低粗集料用量，不 利于嵌鎖骨架的形成，降低抗折強(qiáng)度。 3.5 含泥量及

7、泥塊含量：特別是粗集料的含泥量，附著 在集料的表面形成薄弱的界面結(jié)合力，受力時(shí)，這些薄弱的 結(jié)合部位首先受到破壞，通過(guò)對(duì)小梁破壞的斷面觀察，有些 集料是被完整的拔出來(lái)的，同時(shí)泥及泥塊會(huì)吸附部分水泥， 降低強(qiáng)度，泥塊在混凝土中形成窩坑，降低強(qiáng)度，因此應(yīng)嚴(yán) 格控制砂石料的含泥量及泥塊含量。 3.6 用水量：在干硬性混凝土中，當(dāng)水灰比保持不變， 只改變用水量時(shí)，抗折強(qiáng)度也會(huì)隨著用水量的改變而略有增 減。用水量過(guò)小，塑性不足，難以施工，易形成缺陷，降低 強(qiáng)度。用水量過(guò)大，則水泥用量同比增加，增加工程成本， 同時(shí)水泥砂漿的體積變大，致使混凝土拌合物中粗集料用量 變小，達(dá)不到形成嵌鎖型的致密骨架結(jié)構(gòu)，從而

8、降低強(qiáng)度， 同時(shí)用水量增加，單位體積內(nèi)的絕對(duì)毛細(xì)孔數(shù)量相應(yīng)增加， 也會(huì)導(dǎo)致抗折強(qiáng)度的降低，因此配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)找出最合適 的用水量。 其它諸如施工、養(yǎng)護(hù)等因數(shù)，這里不再一一闡述。 4 混凝土原材料技術(shù)要求 4.1 水泥 本試驗(yàn)采用的水泥為：安徽海螺水泥股份有限公司寧國(guó) 水泥廠生產(chǎn)的 P.n 52.5硅酸鹽水泥。水泥表觀密度：P c=3120 Kg/m3 ,水泥28d抗折強(qiáng)度為8.9 MPa;其它各項(xiàng)物理化學(xué)指 標(biāo)均符合民航機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)水泥混凝土道面面層施工技術(shù)規(guī) 范(MH 5006-2002 )的相關(guān)要求。 4.2 細(xì)集料 細(xì)集料(天然砂或機(jī)制砂)宜采用細(xì)度模數(shù)為 2.653.20 的中粗砂，且應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈 2。試