機(jī)場(chǎng)道面混凝土性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

楊全兵, 陳　勇

(1. 同濟(jì)大學(xué) 先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201804；2. 杭州修路人科技有限公司， 浙江 杭州 310023)

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機(jī)場(chǎng)道面混凝土性能優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

楊全兵1, 陳勇2

(1. 同濟(jì)大學(xué) 先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201804；2. 杭州修路人科技有限公司， 浙江 杭州 310023)

研究了含氣量和摻合料對(duì)機(jī)場(chǎng)道面混凝土抗彎拉強(qiáng)度、抗凍性和抗鹽凍剝蝕性的影響.結(jié)果表明:通過引氣，可顯著提高其抗凍性和抗鹽凍剝蝕性，且較明顯地提高混凝土的抗彎拉強(qiáng)度；相同含氣量下，干硬性混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性明顯低于常態(tài)混凝；為了獲得較高的后期強(qiáng)度增長，當(dāng)采用硅酸鹽水泥配制混凝土?xí)r，建議摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的低鈣粉煤灰或礦渣粉.氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)分析數(shù)據(jù)可很好地解釋這些試驗(yàn)結(jié)果，并證明了干硬性混凝土的引氣泡穩(wěn)定性和氣泡結(jié)構(gòu)要顯著比常態(tài)混凝土差.

機(jī)場(chǎng)道面混凝土； 抗彎拉強(qiáng)度； 抗凍性； 抗鹽凍剝蝕性； 氣泡結(jié)構(gòu)

當(dāng)冬季出現(xiàn)冰雪天氣時(shí)，根據(jù)我國民航安全運(yùn)營要求，為了確保飛機(jī)起降的安全，必須先清除飛機(jī)和跑道上的冰雪后，飛機(jī)才能起降.目前，我國機(jī)場(chǎng)的冰雪清除方法，除了采用熱風(fēng)吹之外，最主要的是噴灑除冰或融雪液，最常用的產(chǎn)品有醋酸鈣鎂和乙二醇溶液[1].盡管這些除冰液價(jià)格昂貴，但與傳統(tǒng)的普通氯鹽(NaCl和CaCl2)相比，它們對(duì)飛機(jī)和植物的危害更小[2-3].不過，它們對(duì)水泥混凝土機(jī)場(chǎng)道面仍然會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的表面鹽凍剝蝕破壞，并且對(duì)水體仍然會(huì)產(chǎn)生一定的污染[4-6].

根據(jù)《民用機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面設(shè)計(jì)規(guī)范(MHT 5004—2010)》和《民用機(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)》，對(duì)受凍地區(qū)的機(jī)場(chǎng)道面混凝土有抗凍指標(biāo)要求，但是沒有抗鹽凍剝蝕性要求.盡管混凝土鹽凍剝蝕破壞的根本原因與普通凍融破壞一樣，均是水溶液結(jié)冰產(chǎn)生膨脹破壞壓力，但是，鹽凍破壞主要是反映混凝土表面破壞，而普通水凍主要是反映混凝土內(nèi)部破壞，且鹽凍破壞速率和破壞程度遠(yuǎn)比普通水凍破壞大[7].因此，混凝土抗凍性指標(biāo)合格并不能代表抗鹽凍剝蝕性也合格.

根據(jù)本課題組的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，目前我國受凍地區(qū)特別是三北地區(qū)的機(jī)場(chǎng)道面混凝土經(jīng)使用數(shù)個(gè)冬季之后，普遍存在表面嚴(yán)重剝蝕的現(xiàn)象，其使用壽命明顯低于設(shè)計(jì)值.其主要原因是根據(jù)MHT 5004—2010和MH 5006—2002的機(jī)場(chǎng)道面混凝土的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范，道面混凝土為干硬性(坍落度小于5 mm)，其結(jié)果導(dǎo)致混凝土引氣困難，且引氣泡結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性差；另一方面，為了保證機(jī)場(chǎng)道面的平整度，必須對(duì)混凝土采取長時(shí)間的強(qiáng)力振搗，且多次抹面以產(chǎn)生足夠的水泥漿，以便混凝土表面抹平，其結(jié)果使混凝土表層好不容易引入的氣泡大幅度減少，即其含氣量損失很大，明顯大于混凝土內(nèi)部的含氣量損失.

此外，調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，機(jī)場(chǎng)道面混凝土的抗折強(qiáng)度或抗彎拉強(qiáng)度的后期發(fā)展?jié)摿π?，一?0 d抗折強(qiáng)度比28 d的增長率遠(yuǎn)不到10%.其主要原因是，我國機(jī)場(chǎng)道面混凝土常采用硅酸鹽水泥，且很少使用礦物摻合料如礦渣粉和粉煤灰等.

本文擬通過適當(dāng)提高坍落度，以及摻優(yōu)質(zhì)引氣劑和低鈣粉煤灰或礦渣粉來優(yōu)化混凝土的性能，包括混凝土的施工性能、強(qiáng)度、抗凍性與抗鹽凍剝蝕性.

1　試驗(yàn)方案

1.1原材料

試驗(yàn)原材料均由空軍三總隊(duì)提供，具體參數(shù)如下：

(1)水泥安徽寧國水泥廠生產(chǎn)的海螺牌52.5 硅酸鹽水泥(PⅡ).

(2)摻合料上海石洞口電站Ⅱ級(jí)低鈣分選粉煤灰，比表面積為396 kg·m-2；寶鋼磨細(xì)礦粉，比表面積為438 kg·m-2.

(3)外加劑引氣劑為福建老知青集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的TS-1茶皂素引氣劑；減水劑為上?？蜖柣び邢薰旧a(chǎn)的MR木質(zhì)素磺酸鹽普通減水劑.

(4)砂河砂，屬中砂，細(xì)度模數(shù)為2.76.

(5)石子碎石由4.75～16.00 mm小石子和16.0～31.5 mm大石子兩級(jí)石子配成，最大顆粒尺寸為31.5 mm.

(6)水自來水.

1.2配合比

根據(jù)《民用機(jī)場(chǎng)水泥混凝土道面設(shè)計(jì)規(guī)范(MHT 5004—2010)》，機(jī)場(chǎng)道面水泥混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用28 d齡期的抗彎拉強(qiáng)度.本文混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要求其28 d抗彎拉強(qiáng)度大于5.0 MPa.

根據(jù)《民用機(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)》，混凝土的單位水泥用量不應(yīng)小于300 kg·m-3.當(dāng)其稠度采用坍落度測(cè)定時(shí)，坍落度應(yīng)小于0.5 cm；采用維勃稠度儀控制稠度時(shí)，應(yīng)大于20 s.

混凝土配合比共有6個(gè)，其中A0和B0為按MHT 5004—2010和MH 5006—2002要求設(shè)計(jì)的干硬性混凝土，其維勃稠度值分別為23 s和27 s；B1，B2，C1～C3為常態(tài)引氣混凝土，其坍落度和含氣量分別控制在40±10 mm和4±1.0%，其中C1～C3摻質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的礦物摻合料.詳細(xì)配合比參數(shù)及其性能指標(biāo)見表1和表2.

表1　混凝土配合比設(shè)計(jì)

注：原材料均為干基；mw/mc為水膠質(zhì)量比；FA為粉煤灰；SL為礦渣粉.

表2　機(jī)場(chǎng)道面混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果

1.3試件成型養(yǎng)護(hù)與試驗(yàn)測(cè)試

1.3.1試件成型與養(yǎng)護(hù)

混凝土試件為15 cm×15 cm×55 cm棱柱體和10 cm立方體，前者用于測(cè)定抗彎拉強(qiáng)度或抗折強(qiáng)度，后者用于測(cè)定鹽凍剝落量.試件成型并在室內(nèi)空氣中放置1 d后脫模，放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至測(cè)定齡期7 d，28 d和90 d.到養(yǎng)護(hù)齡期后，取出混凝土試塊，并在室內(nèi)空氣中面干數(shù)小時(shí)后，測(cè)定抗彎拉強(qiáng)度.

根據(jù)MH 5006—2002施工規(guī)范，對(duì)A0和B0配合比，因?qū)俑捎残曰炷?，其工作性差，不易于整平，必須有足夠長的振搗時(shí)間(45～60 s)，以產(chǎn)生足夠多的水泥漿，同時(shí)需要用較大力氣多次抹面(類似現(xiàn)場(chǎng)施工)；對(duì)B1，B2，C1～C3配合比，因?qū)俪B(tài)引氣混凝土，其工作性良好，很容易出漿整平，其振搗時(shí)間短(約15 s)，抹面次數(shù)也少，且只需輕抹.

1.3.2普通凍融試驗(yàn)和鹽凍剝蝕試驗(yàn)

混凝土普通凍融試驗(yàn)采用《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程(SL 352—2006)》中的快速水凍法進(jìn)行，即當(dāng)300次凍融循環(huán)后的抗凍指標(biāo)DF值大于等于60%時(shí)，混凝土的抗凍性為合格；該值愈大，則其抗凍性愈高.

鹽凍試驗(yàn)前，把10 cm立方體試塊上成型面切割出5 cm厚度的混凝土試件.為模擬機(jī)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)條件，采用混凝土的上成型面作為鹽凍剝蝕試驗(yàn)的測(cè)試面.混凝土抗鹽凍剝蝕性能的測(cè)定方法采用單面浸泡法[7]，詳見圖1.其凍融試驗(yàn)制度為在20 ℃下凍3 h，接著在15～20 ℃下融3 h，構(gòu)成1次凍融循環(huán)；凍融介質(zhì)為4%的NaCl溶液.一定次數(shù)的凍融循環(huán)后，測(cè)定混凝土的剝蝕量.當(dāng)30次凍融循環(huán)后的剝落量小于1.0 kg·m-2時(shí)，混凝土的抗鹽凍剝蝕性為合格；該值愈小，則其抗鹽凍剝蝕性愈高.混凝土剝落量按下式計(jì)算：

(1)

式中:Ms為剝落量，kg·m-2；m為試件剝落物在105 ℃下的烘干質(zhì)量，kg；S為試件接觸鹽溶液的表面積，m2.

圖1　混凝土鹽凍試驗(yàn)方法

1.3.3氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)定

硬化混凝土的氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)(包括含氣量、氣泡比表面積和平均氣泡間距)的測(cè)定和計(jì)算方法參照《水工混凝土耐久性技術(shù)規(guī)范(DL/T 5241—2010)》標(biāo)準(zhǔn)[8]和Snyder提出的方法[9].

在分析測(cè)定硬化混凝土不同面層上的氣泡結(jié)構(gòu)前，需先制樣，其方法如下：①混凝土上成型面因抹面的原因，其表層會(huì)形成一層砂漿層(厚度約幾mm至10 mm)，且其表面上的很多氣泡會(huì)被一層薄的水泥漿體覆蓋，因此為了分析其表面砂漿層的氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)，需用拋光機(jī)把表面漿體磨掉約1 mm，以使其中的引氣泡顯露出來；② 其他層面的混凝土樣，只需用切割機(jī)按不同深度切割出來，即可用于該層面混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)分析測(cè)定.

2　試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1抗彎拉強(qiáng)度

2.1.1含氣量

引氣對(duì)混凝土抗彎拉強(qiáng)度的影響見表2和圖2.結(jié)果清楚地表明，通過摻入優(yōu)質(zhì)的茶皂素引氣劑，可以較明顯地提高混凝土的抗彎拉強(qiáng)度，其中含氣量為3%～4%時(shí)，混凝土的抗彎拉強(qiáng)度提高最大.例如，與未引氣的混凝土相比(A0)，含氣量為3.26%的混凝土(B1)7, 28和90 d的抗彎拉強(qiáng)度分別提高15.0%,15.9%和16.4%;含氣量為4.82%的混凝土(B2)分別提高10.1%,14.6%和12.2%.其原因可能與混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)和引氣泡可抑制裂紋擴(kuò)展有關(guān)，詳細(xì)原因有待深入分析研究.

圖2　含氣量對(duì)混凝土抗彎拉強(qiáng)度的影響

表2還表明，盡管干硬性混凝土通過引氣(B0)也能提高抗彎拉強(qiáng)度，但不如含氣量相近的常態(tài)混凝土(B2)提高明顯，其中含氣量為4.25%的干硬性混凝土(B0)7,28和90 d的抗彎拉強(qiáng)度比A0僅分別提高5.6%,7.6%和6.8%.

2.1.2摻合料

在含氣量約4.5%和摻合料摻量為15%的條件下，摻合料對(duì)混凝土抗彎拉強(qiáng)度的影響見表2和圖3.結(jié)果表明，摻粉煤灰和礦渣混凝土(C1～C3)7 d抗彎拉強(qiáng)度稍低于基準(zhǔn)混凝土(B2)；28 d抗彎拉強(qiáng)度除摻粉煤灰的混凝土C2比B2稍小外，摻礦粉和復(fù)摻的混凝土C1和C3均稍高；但是，摻粉煤灰和礦渣混凝土90 d抗彎拉強(qiáng)度及其增長速率均明顯高于無摻合料的混凝土(B2)，其中粉煤灰和礦粉復(fù)摻的強(qiáng)度增長效果最佳.例如，配合比B2,C1,C2和C3的90 d抗彎拉強(qiáng)度分別為6.62,7.28,7.15和7.44 MPa，比28 d強(qiáng)度分別增長約5.1%,13.0%,16.8%和17.7%.這主要是因?yàn)橥ㄟ^粉煤灰和礦粉中活性組分與水泥熟料水化產(chǎn)物Ca(OH)2發(fā)生二次火山灰反應(yīng)，形成CaO，SiO2摩爾比更低的水化硅酸鈣凝膠，且養(yǎng)護(hù)齡期愈長，火山灰反應(yīng)愈充分，強(qiáng)度增長愈顯著.

圖3　摻合料對(duì)混凝土抗彎拉強(qiáng)度的影響

從上述結(jié)果可以清楚地得出，采用52.5硅酸鹽水泥(PⅡ)，其90 d抗折強(qiáng)度比28 d強(qiáng)度的增長遠(yuǎn)不到通常認(rèn)為的10%.其主要原因是這類水泥僅摻了不到5%的混合材或摻合料，其特點(diǎn)是早期強(qiáng)度發(fā)展快，后期強(qiáng)度增長小.因此，如果要獲得較高的后期強(qiáng)度增長，當(dāng)采用這類水泥配制混凝土?xí)r，建議摻15%的Ⅱ級(jí)或Ⅰ級(jí)低鈣粉煤灰(最好為分選灰)和15%的礦渣粉(比表面積400～450 m2·kg-1)，兩者復(fù)摻使用效果更佳.

2.2抗凍性和抗鹽凍剝蝕性

2.2.1含氣量

含氣量對(duì)混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性的影響見表2和圖4.結(jié)果清楚地表明，隨著混凝土含氣量增大，其DF值顯著提高，且鹽凍產(chǎn)生的剝落量顯著降低，即混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性顯著提高；在相同含氣量的條件下，干硬性混凝土B0的抗凍性和抗鹽凍剝蝕性明顯低于坍落度為20～50 mm的常態(tài)混凝土B2.

然而，必須引起重視的是，盡管引氣也明顯提高了干硬性混凝土的DF值和降低了剝落量，且干硬性混凝土的抗凍性指標(biāo)也能合格(DF值大于60%)，但是其剝落量為1.85 kg·m-2，明顯大于1.0 kg·m-2，即其抗鹽凍剝蝕性指標(biāo)不合格，其原因在后面進(jìn)行深入分析.

2.2.2摻合料

在含氣量約4.5%和摻合料摻量為15%的條件下，摻合料對(duì)混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性的影響見表2.結(jié)果表明，摻粉煤灰和礦渣混凝土(C1～C3)抗凍性和抗鹽凍剝蝕性均稍小于無摻合料的混凝土(B2).不過，它們的耐久性指標(biāo)均合格，均屬于高抗凍性和抗鹽凍剝蝕性混凝土，即通過合理引氣可以有效地解決摻粉煤灰和礦渣對(duì)混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性的不利影響.

aDF值b剝落量

圖4含氣量對(duì)混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性的影響

Fig.4Effects of air content on frost resistance and salt-frost resistance of concrete

2.3氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)分析

2.3.1含氣量

含氣量對(duì)硬化混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響見表3和圖5.表3中，D為離上成型面的深度；A為硬化混凝土中的含氣量；P為硬化混凝土中的漿體含量；α為引氣泡比表面積；L為平均氣泡間距.結(jié)果表明，通過添加優(yōu)質(zhì)引氣劑后，混凝土的平均氣泡間距顯著降低，且含氣量越高，降低越明顯.同時(shí)，混凝土氣泡的比表面積顯著增大，即氣泡的直徑顯著減小.這很好地解釋了圖4的試驗(yàn)結(jié)果，即引氣為何可顯著提高混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性.

2.3.2離表面深度

為了更好地理解干硬性混凝土和常態(tài)混凝土對(duì)引氣混凝土氣泡結(jié)構(gòu)與抗鹽凍剝蝕性的影響差異，專門對(duì)含氣量相近的干硬性混凝土B0和常態(tài)混凝土B2不同位置的氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了比較分析.離表面深度對(duì)混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響見表3和圖6.從這些結(jié)果可以清楚地看出，不同層面混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化情況.不論是干硬性混凝土還是常態(tài)混凝土，表層混凝土的氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)與內(nèi)部有很大差異，均有較明顯劣化作用.圖6清楚地表明，越靠近上表面的混凝土，其含氣量和氣泡直徑越大(即氣泡比表面積越小)，使平均氣泡間距有變大的趨勢(shì).不過，深度大于10 mm后，硬化混凝土的氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)就趨于穩(wěn)定.例如干硬性混凝土(B0)和常態(tài)混凝土(B2)1 mm處的氣泡比表面積分別比50 mm處降低約36%和23%，平均氣泡間距分別增加約80%和45%.這主要是因?yàn)檎駬v過程中，粗骨料(石子)將往下沉，水泥漿體或砂漿將往上升，使表層混凝土骨料含量更少，1～5 mm表面甚至只存在砂漿層；同時(shí)，細(xì)小引氣泡將容易合并成大泡，且會(huì)有部分逸出和破裂.

表3　硬化混凝土的氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)分析結(jié)果

注：括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)為用砂漿配合比計(jì)算(剔除石子).

圖5　含氣量對(duì)硬化混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

至于表層混凝土的含氣量比內(nèi)部混凝土高，是因引氣泡只存在于水泥漿體中，盡管總含氣量更高，但是在水泥漿體中的相對(duì)含氣量還是降低了.例如，混凝土B0和B2在1 mm處的含氣量分別為4.4%和6.2%，實(shí)際上相當(dāng)于對(duì)應(yīng)砂漿中的含氣量，若折算為相應(yīng)混凝土的含氣量，分別只有約2.1%和3.2%.因此，在計(jì)算表層5 mm內(nèi)的平均氣泡間距時(shí)，若以砂漿進(jìn)行計(jì)算修正后，就發(fā)現(xiàn)其平均氣泡間距顯著增大.例如，經(jīng)以砂漿進(jìn)行計(jì)算修正后，干硬性混凝土(B0)和常態(tài)混凝土(B2)1 mm處的平均氣泡間距分別增加約37.3%和40.5%.事實(shí)上，為了獲得同樣的抗凍性和抗鹽凍剝蝕性，同樣水膠比下，砂漿需要的含氣量要明顯高于混凝土.

a 含氣量

b 比表面積

c 平均氣泡間距

表3和圖6的數(shù)據(jù)還得出一個(gè)重要結(jié)果，那就是干硬性混凝土(B0)的引氣泡穩(wěn)定性和氣泡結(jié)構(gòu)比常態(tài)混凝土(B2)顯著差，即其引氣泡和平均氣泡間距更大，比表面積更小.此外，為了密實(shí)和表面整平，干硬性混凝土需要更強(qiáng)力和高頻的振搗與多次抹面，而20～50 mm的常態(tài)混凝土很容易實(shí)現(xiàn)密實(shí)和表面整平，因此干硬性混凝土的含氣量損失和氣泡結(jié)構(gòu)劣化更明顯，尤其是表面層.例如干硬性混凝土硬化后(B0)1 mm和50 mm處的含氣量分別為2.1%(折算為混凝土的含氣量)和2.9%，分別比新拌混凝土含氣量損失了約51%和32%，常態(tài)混凝土(B2)1 mm和50 mm處的含氣量分別為3.2%和4.2%，僅分別損失了約34%和13%；干硬性混凝土(B0)1 mm和50 mm處的氣泡比表面積分別比常態(tài)混凝土(B2)約低43%和32%，平均氣泡間距分別約高106%和66%.

上述硬化混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析結(jié)果很好地解釋了在相近的含氣量下，為什麼干硬性混凝土的抗凍性和抗鹽凍剝蝕性要明顯比常態(tài)混凝土差，以及抗凍性合格的干硬性混凝土，其抗鹽凍剝蝕性也可能不合格的原因.另外，這些結(jié)果和目測(cè)也表明，干硬性混凝土的勻質(zhì)性要比常態(tài)混凝土差很多，且引氣泡也更大，因此，在相同含氣量和水膠比的條件下，干硬性混凝土的抗彎拉強(qiáng)度比常態(tài)混凝土更低些.

3　結(jié)論

通過摻入優(yōu)質(zhì)的茶皂素引氣劑，可以較明顯地提高混凝土的抗彎拉強(qiáng)度，其中含氣量為3%～4%時(shí)，混凝土的抗彎拉強(qiáng)度提高最多；當(dāng)水膠比和含氣量相同的條件下，通過引氣干硬性混凝土提高抗彎拉強(qiáng)度不如坍落度為20～50 mm的常態(tài)混凝土明顯；為了獲得較高的后期強(qiáng)度增長，當(dāng)采用硅酸鹽水泥配制混凝土?xí)r，建議摻15%的Ⅱ級(jí)或Ⅰ級(jí)低鈣粉煤灰和15%的礦渣粉，兩者復(fù)摻使用效果更佳.

隨著混凝土含氣量增大，混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性顯著提高；在相近含氣量下，干硬性混凝土的抗凍性和抗鹽凍剝蝕性明顯低于常態(tài)混凝土；抗凍性合格的干硬性混凝土，并不能保證其抗鹽凍剝蝕性也合格；通過合理引氣可以有效地解決摻粉煤灰和礦渣對(duì)混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性的不利影響.

越靠近上表面的混凝土，其含氣量和氣泡直徑越大，使平均氣泡間距有變大的趨勢(shì)，深度大于10 mm后，硬化混凝土的氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)就趨于穩(wěn)定；干硬性混凝土的引氣泡穩(wěn)定性和氣泡結(jié)構(gòu)要明顯比常態(tài)混凝土差.這些氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析結(jié)果可很好地解釋上述試驗(yàn)結(jié)果.

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Optimization Design of Properties of Concrete for Airport Pavement

YANG Quanbing1, CHEN Yong2

(1. Key Lab of Advanced Civil Engineering Materials of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 201804, China; 2. Hangzhou Roadmender Technology Co. Ltd.， Hangzhou 310023, China)

Effects of air content and mineral admixtures on the flexural strength, frost resistance and deicer-frost scaling resistance of airport concrete were investigated in this paper. The results show that the frost resistance and deicer-frost scaling resistance of concrete are significantly improved, and its flexural strength is enhanced by the addition of the air-entraining agent. The frost resistance and deicer-frost scaling resistance of dry concrete are much lower than those of normal concrete at a similar air content. 15% fly ash or slag is suggested to replace Portland cement in order to get a higher late strength growth. The data on the air-bubble structure parameters of the concrete can explain these results well, and prove that the air-bubble stability and air-bubble structure of the dry concrete are obviously worse than those of the normal concrete.

airport pavement concrete; flexural strength; frost resistance; deicer-frost scaling resistance; air-bubble structure

2015-10-28

民航重大專項(xiàng)基金(MHRD20130109)

楊全兵(1964—)，男，研究員，工學(xué)博士，主要研究方向?yàn)榛炷聊途眯? E-mail: qbyang@#edu.cn

TU 528.1

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