隨著我國生活水平的提高以及交通業(yè)的不斷發(fā)展，飛機(jī)出行成為一種常見的出行方式，機(jī)場(chǎng)客流量逐年增加，因此對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道所用混凝土的要求也逐漸提高。機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道是機(jī)場(chǎng)的核心部分，使用時(shí)一直受到重載交通的作用，因此，所用混凝土不僅需要較強(qiáng)的承載能力，還需要較高的抗折強(qiáng)度。目前，國內(nèi)外很多國家已經(jīng)制定了關(guān)于高性能混凝土的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)以及規(guī)范?？拐蹚?qiáng)度是高性能混凝土的重要指標(biāo)，混凝土抗折強(qiáng)度越高，混凝土路面的使用壽命越長。水泥混凝土比瀝青混凝土的承載力和耐久性更好、抗壓強(qiáng)度更高，適應(yīng)當(dāng)前機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道的發(fā)展需求，但水泥混凝土的抗折強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的8%～16%。因此，提高水泥混凝土的抗折強(qiáng)度是提高機(jī)場(chǎng)道路高性能混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵。

由于目前針對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道的混凝土配合比設(shè)計(jì)的研究不夠完善，很多機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道混凝土的耐久性能并不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)際壽命普遍低于設(shè)計(jì)壽命;并且普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)主要是通過確定水灰比，改變用水量來調(diào)節(jié)混凝土的和易性，若應(yīng)用于高性能混凝土中，會(huì)導(dǎo)致水泥用量增加。所以使用合適的混凝土配合比設(shè)計(jì)方法非常重要。

本文主要以某新建機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目為依托，通過控制原材料的選取以及配合比設(shè)計(jì)原則等對(duì)混凝土的抗折強(qiáng)度進(jìn)行研究，得到既滿足抗折強(qiáng)度要求，又符合經(jīng)濟(jì)性的混凝土配合比。

一、配合比設(shè)計(jì)原則

針對(duì)某新建機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的場(chǎng)道混凝土配合比設(shè)計(jì)，配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合規(guī)范要求。對(duì)于高性能混凝土，在滿足設(shè)計(jì)與施工要求的同時(shí)，也要確?；炷恋馁|(zhì)量以及良好的經(jīng)濟(jì)性，在配合比設(shè)計(jì)過程中主要遵循以下幾個(gè)原則：1)根據(jù)施工條件和原材料條件，設(shè)計(jì)出既滿足工程要求，又符合經(jīng)濟(jì)性的混凝土配合比。2)在滿足要求的前提下，選擇合適的水膠比，以及較小的用水量和水泥用量。3)選擇最優(yōu)砂率，即混凝土拌合物具有良好的黏結(jié)性并滿足工作性要求的基礎(chǔ)上，用水量最小的砂率。4)選用最大粒徑較大的集料及最佳級(jí)配，配合比計(jì)算時(shí)集料以干燥狀態(tài)為基準(zhǔn)。

二、設(shè)計(jì)方法

（一）配制強(qiáng)度

對(duì)于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道高性能混凝土，配制強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)規(guī)范的要求來確定。本項(xiàng)目的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，要求28D抗折強(qiáng)度達(dá)到5.0MPa，即混凝土設(shè)計(jì)齡期的設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度為5.0MPa，當(dāng)混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差取0.6MPa時(shí)，由規(guī)范附錄公式計(jì)算得到混凝土配制抗折強(qiáng)度為5.99MPa。

（二）水膠比

水膠比是對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度影響較大的配合比參數(shù)之一。水膠比越大，單位用水量越多，混凝土內(nèi)部自由水變多，多余的自由水會(huì)在水化后會(huì)黏附在集料上，導(dǎo)致集料與拌合物其他成分之間的黏結(jié)面積變小，黏結(jié)力也隨之變小;但水膠比過小會(huì)導(dǎo)致和易性較差，難以振搗密實(shí)，同時(shí)會(huì)增加水泥用量，不符合經(jīng)濟(jì)性的要求。針對(duì)本項(xiàng)目所用原材料，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，采用附錄內(nèi)碎石混凝土公式，計(jì)算得到水膠質(zhì)量比為0.43，考慮到本項(xiàng)目所采用的混凝土原材料的特性，選用0.41為初步水膠質(zhì)量比。

（三）砂率

砂率是指細(xì)集料在集料中的占比。砂率不能太小，細(xì)集料太少會(huì)不足以填充粗集料的空隙，進(jìn)而增加水泥漿的用量，抗折強(qiáng)度降低且不滿足經(jīng)濟(jì)性;砂率也不能過大，粗集料太少，在混凝土中起不到骨架的作用，降低混凝土內(nèi)部的機(jī)械咬合作用，從而降低抗折強(qiáng)度。結(jié)合規(guī)范以及本項(xiàng)目實(shí)際情況，計(jì)算砂率前應(yīng)先求取石子空隙率和砂石比，根據(jù)表4粗集料檢測(cè)結(jié)果中的粗集料表觀密度和緊密密度，計(jì)算得出石子空隙率為0.39，由規(guī)范附錄公式得到砂石質(zhì)量比為0.2(撥開系數(shù)取1.2)，進(jìn)而得到砂率為31%，實(shí)測(cè)細(xì)集料的細(xì)數(shù)模度為2.8，細(xì)集料的規(guī)格為中砂，因此，確定初選砂率為31%。

（四）單位用水量及單位水泥用量

當(dāng)水膠比的大小確定時(shí)，單位用水量和單位水泥用量之間屬于正比例關(guān)系，因此，單位用水量的選取應(yīng)該在一定的范圍之內(nèi)。如果單位用水量過小，水泥用量就會(huì)相應(yīng)減少，可能會(huì)不滿足最小水泥用量的要求;單位用水量太大會(huì)使水泥用量相應(yīng)的增加，拌合物中的水過多會(huì)導(dǎo)致混凝土中出現(xiàn)水囊，這些水囊會(huì)在混凝土硬化后變?yōu)榛炷羶?nèi)部的孔隙，進(jìn)而降低混凝土的抗折強(qiáng)度。

本項(xiàng)目所用細(xì)集料為洞庭湖中砂，采用中砂時(shí)，碎石混凝土的單位水泥用量為300kg/m3～330kg/m3。結(jié)合經(jīng)驗(yàn)初選單位水泥用量為320kg/m3。本項(xiàng)目的所用粗集料的最大粒徑為40mm，減水劑的摻量和實(shí)測(cè)減水率分別為1.2%和20%，由規(guī)范附錄計(jì)算得到單位用水量為132kg。外加劑用量可直接由水泥用量與外加劑摻量相乘計(jì)算，計(jì)算得到外加劑用量為3.84kg。

（五）粗細(xì)集料用量

根據(jù)上述所求的混凝土配置強(qiáng)度和混凝土配合比參數(shù)，由規(guī)范附錄得到集料總絕對(duì)體積0.759m3，由于細(xì)集料在集料中所占比例為0.39，所以單位細(xì)集料用量為623kg/m3，單位粗集料用量為1386kg/m3。本項(xiàng)目采用的粗集料規(guī)格有三檔：5mm～16mm，16mm～31.5mm，20mm～40mm，比例為3:4:3，所以各檔粗集料的單位用量分別為：416kg/m3，554kg/m3，416kg/m3。綜上所述，機(jī)場(chǎng)場(chǎng)道高性能混凝土初步質(zhì)量比為：m(水泥):m(砂):m(碎石):m(外加劑):m(水)=320:623:1386:3.84:132=1:1.95:4.33:0.012:0.41。

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