機(jī)場剛性道面配合比設(shè)計(jì)

于曉波

（煙臺(tái)國際機(jī)場集團(tuán)有限公司，山東 煙臺(tái)265617）

一段時(shí)間以來，國內(nèi)民航事業(yè)蒸蒸日上、欣欣向榮，航空交通量與大型寬體飛機(jī)倍速增長。經(jīng)實(shí)踐證明，剛性道面所使用的強(qiáng)度和年限均滿足要求，是機(jī)場道面的最佳選擇。為了更加經(jīng)濟(jì)、安全地滿足道面的抗折強(qiáng)度，就不得不展開對混凝土配合比設(shè)計(jì)的研究。

國內(nèi)諸多學(xué)者曾對混凝土配合比展開研究，馬耀輝[1]等曾展開研究了黑龍江省三江民用機(jī)場工程中的水凝土配合比設(shè)計(jì)，經(jīng)討論分析，水泥混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的基本保障是碎石要屬于合理的級配范圍。姜樂[2]等人的機(jī)場道面混凝土配合比設(shè)計(jì)思想是在表面性能導(dǎo)向的基礎(chǔ)上建立。陳士昌[3]等人則針對冰凍地區(qū)機(jī)場，提出了考慮抗凍性能的機(jī)場混凝土道面設(shè)計(jì)方法。白洪杰[4]和孔凡東[5]則分別對SBS改性瀝青道面和SMA-13瀝青混合料道面的配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)研究，而佘希壽[6]和王巍[7]則針對混凝土配合比設(shè)計(jì)的原則和步驟等進(jìn)行了闡述。

本文將依托某機(jī)場剛性道面工程，從原材料的選擇、配合比的設(shè)計(jì)及計(jì)算，得出混凝土試配結(jié)果，最后通過試驗(yàn)得出適宜于該機(jī)場道面建設(shè)的最終配合比方案。

1 原材料

1.1 水泥

根據(jù)某機(jī)場停機(jī)坪及其附屬設(shè)施擴(kuò)建工程中水泥應(yīng)滿足《民用機(jī)場水泥混凝土面層施工技術(shù)規(guī)范》[8]（下文簡稱規(guī)范）中的要求。山東煙臺(tái)棲霞中聯(lián)水泥有限公司生產(chǎn)的“棲霞”牌P.O 42.5級散裝水泥，經(jīng)有關(guān)檢測機(jī)構(gòu)鑒定均符合規(guī)范。

1.2 集料

選用材料應(yīng)符合要求，集料宜耐久性好、干凈整潔、質(zhì)地堅(jiān)硬；細(xì)度模數(shù)為2.6～3.2的天然砂一般是細(xì)集料首選。本試驗(yàn)經(jīng)討論分析后，細(xì)集料選用了河砂，粗集料選用了破碎卵石，粗集料為棲霞采石場生產(chǎn)的4.75～16mm和16～31.5mm碎石混合，配制比例為4.75～16mm∶16～31.5mm=30∶70。

1.3 水

水選擇現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的飲用水。

1.4 外加劑

外加劑的選擇應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場條件和使用要求，也應(yīng)該符合水凝土配合比實(shí)驗(yàn)的需求，外加劑除應(yīng)符合國家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)該通過《規(guī)范》[8]的有關(guān)測試。

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

2.1 混凝土試配強(qiáng)度

《規(guī)范》[8]MH 5006—2015第4.1.9條有所規(guī)定，“試驗(yàn)室配合比宜按水泥混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.1～1.5倍進(jìn)行配制”，因此本次工程所用的道面混凝土試配強(qiáng)度為：

式中：fc-水泥混凝土配制28d抗彎拉強(qiáng)度值，MPa；fr-標(biāo)準(zhǔn)值，水泥混凝土設(shè)計(jì)28d抗彎拉強(qiáng)度，MPa。

2.2 水泥用量

根據(jù)《規(guī)范》MH 5006—2015第4.1.3條規(guī)定，水泥混凝土單位水泥用量應(yīng)不小于330kg/m3。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，本次配合比選擇水泥強(qiáng)度等級為42.5，道面混凝土單位水泥用量選330kg/m3、335kg/m3、340kg/m3三種比例進(jìn)行試配。

2.3 確定水灰比

依據(jù)《規(guī)范》[8]MH 5006—2015，混凝土的水灰比應(yīng)符合下表規(guī)定，由于本次道面混凝土有抗凍要求，暫定水灰比（W/C）分別為0.41、0.42進(jìn)行試配。

2.4 確定砂率

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求以及多年飛行區(qū)道面工程配合比試配經(jīng)驗(yàn)，砂的細(xì)度模數(shù)為2.83，暫取砂率分別為29%、30%進(jìn)行試配。

2.5 計(jì)算砂、碎石集料用量

以基準(zhǔn)配合比為例計(jì)算：水泥340kg、水灰比0.41、砂率30%計(jì)算：求得：m

so=618kg

mgo=1442kg

綜上所述每立方米混凝土砂石用量為：

砂：618kg；

碎石1（4.75～16mm）：1442×30%=433kg；

碎石2（16～31.5mm）：1442×70%=1009kg

2.6 試驗(yàn)室配合比的確定

實(shí)驗(yàn)以基準(zhǔn)配合比為基礎(chǔ)，采用水泥分別為330kg/m3、335kg/m3、340kg/m3，水灰比分別為0.41、0.42；砂率分別為29%、30%，分別計(jì)算砂石用量，共計(jì)9個(gè)配合比，依次進(jìn)行室內(nèi)的混凝土配合比拌合、性能試驗(yàn)以及力學(xué)性能試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)混凝土配合比如表1所示。

表1 混凝土配合比設(shè)計(jì)

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

通過上述實(shí)驗(yàn)，測定的配合比實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 混凝土配合比結(jié)果

3.2 結(jié)果分析

綜合考慮機(jī)場道面混凝土配合比各主要參數(shù)對各項(xiàng)指標(biāo)的影響后，結(jié)合實(shí)際本工程要求、施工條件、施工水平及材料狀況，確保工程質(zhì)量、便于施工等原則，道面采用配合比編號為HP009為理論配合比，該配比下7d的抗壓強(qiáng)度為5.22MPa，28d的抗壓強(qiáng)度為6.33MPa，維勃稠度20s，均符合規(guī)范要求。最終配合比確定為：水泥∶砂∶大石∶小石∶水∶外加劑=340∶618∶1009∶433∶139∶6.8。確定水灰比為0.41，砂率為30%。

4 結(jié)論

本文針對某機(jī)場剛性道面配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，從原材料的選擇、配合比的強(qiáng)度試配等得出配合比，并對該配合比下的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行了測試，主要結(jié)論如下：

（1）該剛性道面最終配合比確定為：水泥∶砂∶大石∶小石∶水∶外加劑=340∶618∶1009∶433∶139∶6.8。

（2）通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水灰比為0.41，砂率為30%時(shí)，混凝土強(qiáng)度效果最佳。

（3）該配比下7d的抗壓強(qiáng)度為5.22MPa，28d時(shí)的抗壓強(qiáng)度為6.33MPa，維勃稠度20s，均符合規(guī)范要求。