机场刚性道面配合比设计

2021-09-08于晓波

建材与装饰 2021年26期

于晓波

（烟台国际机场集团有限公司，山东烟台265617）

一段时间以来，国内民航事业蒸蒸日上、欣欣向荣，航空交通量与大型宽体飞机倍速增长。经实践证明，刚性道面所使用的强度和年限均满足要求，是机场道面的最佳选择。为了更加经济、安全地满足道面的抗折强度，就不得不展开对混凝土配合比设计的研究。

国内诸多学者曾对混凝土配合比展开研究，马耀辉[1]等曾展开研究了黑龙江省三江民用机场工程中的水凝土配合比设计，经讨论分析，水泥混凝土达到设计要求的基本保障是碎石要属于合理的级配范围。姜乐[2]等人的机场道面混凝土配合比设计思想是在表面性能导向的基础上建立。陈士昌[3]等人则针对冰冻地区机场，提出了考虑抗冻性能的机场混凝土道面设计方法。白洪杰[4]和孔凡东[5]则分别对SBS改性沥青道面和SMA-13沥青混合料道面的配合比设计进行了详细研究，而佘希寿[6]和王巍[7]则针对混凝土配合比设计的原则和步骤等进行了阐述。

本文将依托某机场刚性道面工程，从原材料的选择、配合比的设计及计算，得出混凝土试配结果，最后通过试验得出适宜于该机场道面建设的最终配合比方案。

1 原材料

1.1 水泥

根据某机场停机坪及其附属设施扩建工程中水泥应满足《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》[8]（下文简称规范）中的要求。山东烟台栖霞中联水泥有限公司生产的“栖霞”牌P.O 42.5级散装水泥，经有关检测机构鉴定均符合规范。

1.2 集料

选用材料应符合要求，集料宜耐久性好、干净整洁、质地坚硬；细度模数为2.6～3.2的天然砂一般是细集料首选。本试验经讨论分析后，细集料选用了河砂，粗集料选用了破碎卵石，粗集料为栖霞采石场生产的4.75～16mm和16～31.5mm碎石混合，配制比例为4.75～16mm∶16～31.5mm=30∶70。

1.3 水

水选择现行《生活饮用水卫生标准》的饮用水。

1.4 外加剂

外加剂的选择应该根据施工现场条件和使用要求，也应该符合水凝土配合比实验的需求，外加剂除应符合国家现行相关标准外，还应该通过《规范》[8]的有关测试。

2 混凝土配合比设计

2.1 混凝土试配强度

《规范》[8]MH 5006—2015第4.1.9条有所规定，“试验室配合比宜按水泥混凝土设计强度的1.1～1.5倍进行配制”，因此本次工程所用的道面混凝土试配强度为：

式中：fc-水泥混凝土配制28d抗弯拉强度值，MPa；fr-标准值，水泥混凝土设计28d抗弯拉强度，MPa。

2.2 水泥用量

根据《规范》MH 5006—2015第4.1.3条规定，水泥混凝土单位水泥用量应不小于330kg/m3。根据经验，本次配合比选择水泥强度等级为42.5，道面混凝土单位水泥用量选330kg/m3、335kg/m3、340kg/m3三种比例进行试配。

2.3 确定水灰比

依据《规范》[8]MH 5006—2015，混凝土的水灰比应符合下表规定，由于本次道面混凝土有抗冻要求，暂定水灰比（W/C）分别为0.41、0.42进行试配。

2.4 确定砂率

根据相关规范要求以及多年飞行区道面工程配合比试配经验，砂的细度模数为2.83，暂取砂率分别为29%、30%进行试配。

2.5 计算砂、碎石集料用量

以基准配合比为例计算：水泥340kg、水灰比0.41、砂率30%计算：求得：m

so=618kg

mgo=1442kg

综上所述每立方米混凝土砂石用量为：

砂：618kg；

碎石1（4.75～16mm）：1442×30%=433kg；

碎石2（16～31.5mm）：1442×70%=1009kg

2.6 试验室配合比的确定

实验以基准配合比为基础，采用水泥分别为330kg/m3、335kg/m3、340kg/m3，水灰比分别为0.41、0.42；砂率分别为29%、30%，分别计算砂石用量，共计9个配合比，依次进行室内的混凝土配合比拌合、性能试验以及力学性能试验，实验所设计混凝土配合比如表1所示。

表1 混凝土配合比设计

3 试验结果及分析

3.1 试验结果

通过上述实验，测定的配合比实验结果如表2所示。

表2 混凝土配合比结果

3.2 结果分析

综合考虑机场道面混凝土配合比各主要参数对各项指标的影响后，结合实际本工程要求、施工条件、施工水平及材料状况，确保工程质量、便于施工等原则，道面采用配合比编号为HP009为理论配合比，该配比下7d的抗压强度为5.22MPa，28d的抗压强度为6.33MPa，维勃稠度20s，均符合规范要求。最终配合比确定为：水泥∶砂∶大石∶小石∶水∶外加剂=340∶618∶1009∶433∶139∶6.8。确定水灰比为0.41，砂率为30%。