抗凍型機場水泥混凝土道面配合比設計方法研究.pdf

《抗凍型機場水泥混凝土道面配合比設計方法研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。

1、172科技研究城市道橋與防洪2013年9月第9期抗凍型機場水泥混凝土道面配合比設計方法研究陳士昌，羅勇，李曄，譚悅，(1．上海民航新時代機場設計研究院有限公司，上海市200335；2．同濟大學道路與機場工程系，上海市201804；3．上海機場(集團)有限公司虹橋國際機場公司，上海市200335)摘要：我國冰凍地區(qū)機場水泥混凝土道面普遍存在凍融病害，嚴重影響了道面的使用壽命，顯著增加了機場的維護成本，且對機場運行安全構成隱患。該文分析了我國機場道面設計方法的缺陷，提出通過混凝土引氣技術改善道面抗凍性能的方法；從強度和施工和易性兩個方面分析了引氣對混凝土性能的影響；通過建立設計抗

2、凍標號Fn為混凝土抗凍性能評價指標，結合現有混凝土配合比設計方法，提出了需考慮抗凍性能的機場混凝土道面設計方法。關鍵詞：機場；水泥混凝土道面；凍融；抗凍標號；引氣混凝土；抗凍設計；配合比中圖分類號：V351．11文獻標識碼：A文章編號：1009—7716(2013)09—0172—03應從設計角度出發(fā)。但由于我國開展混凝土抗凍0引言問題的研究較晚，目前也未形成混凝土抗凍設計水泥混凝土(以下簡稱混凝土)通常被認為是指標體系。《民用機場水泥混凝土道面設計規(guī)范》一種耐久性材料。混凝土道面具有使用年限長、施(MHT5004—2010)中僅要求：在寒冷地區(qū)尚應具有工工藝成熟、維護使用方

3、便等優(yōu)點，我國機場水泥良好的抗凍性，年最低月平均氣溫為0—一1O℃的混凝土道面占87％以上l1】。一般混凝土道面設計壽地區(qū)，道面混凝土抗凍標號應不低于F200；年最低命為30a，但實際應用中顯有達到?；炷恋倪^早月平均氣溫小于一10℃的地區(qū)，道面混凝土抗凍標損壞帶來了巨大損失，混凝土的耐久性也成為當號應不低于F300；有抗冰(鹽)凍要求地區(qū)應摻減前國際工程界關注的重大課題。水引氣型外加劑[3】?！盾娪脵C場水泥混凝土道面設在我國冰凍地區(qū)，特別是三北地區(qū)(東北、華計規(guī)范》(GJB1278—91)中僅要求：水泥混凝土面北及西北)，機場混凝土道面凍融病害非常普遍，板必須具有足夠的耐久

4、性[41。由此可見，我國機場某機場開通不足10a，其道面90％以上混凝土板道面設計規(guī)范中未對道面抗凍性做實質性規(guī)定，塊發(fā)生凍融耐久性裂紋損壞l2l(見圖1)。從而導致機場道面抗凍性能差、凍融病害嚴重的問題。目前國際上已公認，對于冰凍地區(qū)，道面設計僅考慮荷載作用已明顯不夠，還需綜合考慮環(huán)境的影響，重點包括溫度和濕度的作用。2提高道面抗凍性的方法根據凍融破壞機理，產生凍融破壞的根本原因是凍融時產生的各種作用力(膨脹壓力、水力壓力、滲透壓力)超過了混凝土的抗拉強度。因此，提圖1機場跑道凍融病害實景高混凝土抗凍性的措施，在理論上可圍繞降低各凍融病害大大縮短了道面的使用壽命，給機種壓力

5、和提高混凝土的強度兩方面進行。所以，世場維護帶來了巨大挑戰(zhàn)，也給機場帶來了巨大的界上預防凍融損壞的措施主要分為兩類：一類是經濟損失和社會不利影響。因此，開展道面防治凍以比利時等北歐國家為代表的采用高強混凝土的融病害的研究意義重大。方法；一類是以美國為代表的以混凝土引氣技術1道面設計方法的缺陷為核心的方法。采用高強混凝土(混凝土抗壓強度高于60MPa)冰凍地區(qū)的凍融現象是客觀存在的，也是無的措施主要是著眼于減小凍融壓力和增大混凝土法避免的。如何提高道面的抗凍融能力，主要還是抗拉強度兩個方面。減小凍融壓力主要通過采用收稿日期：2013—07—31低水灰比和高水泥用量，控制混凝土的

6、吸水率，保作者簡介：陳士昌(1964一)，男，上海人，工程師，從事機場工證混凝土凍融時即使在飽水的情況下可供凍融的程設計與咨詢工作。2013年9月第9期城市道橋與防洪科技研究173水也較少，混凝土孔隙結冰速率小，從而減小凍融■產生的各類壓力；另一方面通過大幅度提高混凝‘-■一o—、～土的標號來提高混凝土抗拉強度，從而提高混凝o、、土抵抗凍融破壞的能力。但采用高強混凝土的抗＼P凍措施不但技術要求高，經濟代價也比較大。加拿大的M．Pigeon[s】認為在非引氣的條件下只有抗壓R=·OO2吼f，+O：7l8，I39694強度高于8OMPa并且水灰比低于0．35時才有可能達到較好的預

7、防凍融破壞的效果。以混凝土引氣技術為核心的凍融預防措施基本著眼點在于降低混凝土凍融循環(huán)時產生的內部02468l012應力，通過引入封閉氣泡降低混凝土水飽和程度，含氣量A／％為混凝土提供足夠容量和均勻分布的氣泡系統(tǒng)。圖3含氣量對抗折強度的影響曲線圖與普通混凝土相比，引氣混凝土只是要求在混凝3．2引氣對混凝土和易性的影響土中增加足夠氣泡含量并使其均勻分布，對混凝引氣劑具有減水作用，且引氣劑生成的微氣泡土本身強度等性能并沒有其他要求，可以實現在具有潤滑作用。因此，混凝土坍落度會隨著含氣量增加較低的建設成本條件