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      分析機場道面混凝土性能優(yōu)化設(shè)計方案

      2017-04-11 14:35:56陳紹東
      四川水泥 2017年2期
      關(guān)鍵詞:侵蝕性抗鹽道面

      陳紹東

      (中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司 四川 成都 610000)

      分析機場道面混凝土性能優(yōu)化設(shè)計方案

      陳紹東

      (中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司 四川 成都 610000)

      為使飛機起降安全,冬季常采用醋酸鈣鎂或乙二醇溶液等,清除飛機或跑道上的積雪。該過程中很容易使跑道、滑行道、客機坪、停機坪等飛機場道面發(fā)生鹽凍侵蝕破壞,并對水體產(chǎn)生污染。本文主要研究含氣量和摻合料對機場道面混凝土性能的影響,采用正確的方式,對機場道面混凝土性能進行優(yōu)化設(shè)計。

      機場道面混凝土;性能;優(yōu)化設(shè)計

      1 引言

      相關(guān)設(shè)計規(guī)范中,對受凍地區(qū)機場道面混凝土剔除了明確的抗凍指標(biāo)要求,但抗鹽凍剝蝕性要求尚不明確?;炷聋}凍剝蝕破壞主要是由水溶液結(jié)冰引起的。鹽凍多破壞混凝土表面,而普通水凍主要體現(xiàn)在混凝土內(nèi)部破壞。鹽凍破壞比普通水凍破壞更為嚴(yán)重。依據(jù)實際工程情況,提高坍落度,摻加優(yōu)質(zhì)礦渣粉和低鈣粉煤灰等,實現(xiàn)混凝土性能優(yōu)化。

      2 試驗方案

      2.1 原材料

      該實驗過程中,應(yīng)用到的原材料主要有水泥、摻合料、外加劑、砂、石子、水。

      2.2 配合比

      依據(jù)具體道面設(shè)計規(guī)范,將設(shè)計強度控制為 28d齡期抗彎拉強度,混凝土單位水泥用量需在300kg·m-3。應(yīng)用坍落度進行稠度測定時,要將坍落度控制在0.5cm以下,稠度在20s以上。合理確定混凝土配合比參數(shù)及性能指標(biāo)。

      2.3 試件成型養(yǎng)護與試驗測試

      (1)試件成型與養(yǎng)護?;炷猎嚰ɡ庵w和立方體,規(guī)格分別為 15cm ×15cm×55cm和 10cm。棱柱體試件能夠測定抗彎拉強度或抗折強度,立方體試件可對鹽凍剝落量進行測定。試件成型之后,將其放置時間控制在1d,脫模,然后進行養(yǎng)護。完成養(yǎng)護工作之后,取出,在空氣中面干數(shù)小時,對其抗彎拉強度進行測定。將振搗時間控制在 45-60s,生成水泥漿,進行多次抹面。常態(tài)引氣混凝土因工作性能好,便于出漿整平,無論是振搗時間,還是抹面次數(shù)都相對較少,輕抹即可[1]。

      (2)普通凍融試驗和鹽凍剝蝕試驗。采用快速水凍法執(zhí)行混凝土普通凍融試驗,經(jīng)300次凍融循環(huán),抗凍指標(biāo)DF值不小于60%,表明,混凝土抗凍性合格??箖鲂耘c該數(shù)值成正相關(guān)。鹽凍試驗初期,從10cm立方體試塊上,進行混凝土試件切割,厚度以5cm為宜。鹽凍剝蝕試驗測試面以混凝土上成型面為宜,進行機場環(huán)境模擬。應(yīng)用單面浸泡法測定混凝土抗鹽凍侵蝕性。試驗過程為凍3h(20℃),融3h(15-20℃),形成初次凍融循環(huán);將4%NaC1溶液作為凍融介質(zhì)。經(jīng)數(shù)次凍融循環(huán)之后,對混凝土剝蝕量進行測定。30次凍融循環(huán)之后,剝蝕量在1.0Kg·m-2,表明混凝土抗鹽凍侵蝕性合格;該數(shù)值越小,抗鹽凍剝蝕性越高。

      (3)測定氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)。依據(jù)《水工混凝土耐久性技術(shù)規(guī)范(DL/T 5241-2010)》標(biāo)準(zhǔn),測定和計算硬化混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)。對硬化混凝土各面層氣泡結(jié)構(gòu)進行分析之前,要做好制樣工作。具體實施方法如下:受抹面影響,混凝土上成型面會形成砂漿層,而且水泥漿體會覆蓋表層氣泡。應(yīng)用拋光機將表面漿體厚度磨掉1mm左右,露出氣泡,從而對表面砂漿層氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)進行有效分析。采用切割機依據(jù)不同深度,對其他層面混凝土樣進行有效切割,用以測定該層面混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)。

      3 試驗結(jié)果與討論

      3.1 抗彎拉強度

      首先,含氣量。摻加優(yōu)質(zhì)茶皂素引氣劑,提高混凝土抗彎拉強度。當(dāng)含氣量為3%-4%時,混凝土抗彎拉強度提升空間最大。主要是因為混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)和引氣泡能夠?qū)α鸭y擴展進行有效抑制。雖然,通過引氣能夠提高干硬性混凝土抗彎拉強度,但效果不夠顯著。其次,摻合料。當(dāng)含氣量和摻合料摻量分別為4.5%和15%時,摻粉煤灰和礦渣混凝土90d抗彎拉強度及其增長速率均比無摻合料的混凝土高,而粉煤灰和礦粉復(fù)摻的強度增長效果最好。為使后期強度增加,采用該水泥進行混凝土配制時,需要摻加15%Ⅰ級或Ⅱ級低鈣粉煤灰和15%礦渣粉,以達到良好的復(fù)摻使用效果[2]。

      3.2 抗凍性和抗鹽凍侵蝕性

      首先,含氣量。混凝土含氣量與其DF值呈正相關(guān),該過程中,鹽凍產(chǎn)生的剝落相對較少,很大程度上提高了其抗凍性和抗鹽凍剝蝕性。同等含氣量狀態(tài)下,干硬性混凝土的抗凍性和抗鹽凍剝蝕性均比坍落度為20-50mm的常態(tài)混凝土低。雖然,引氣管使干硬性混凝土DF值提高,剝落量降低,且其抗凍性指標(biāo)合格,但抗鹽凍剝蝕性指標(biāo)不合格。其次,摻合料。當(dāng)含氣量和摻合料分別為4.5%和15%時,無摻合料混凝土抗凍性和抗鹽凍剝蝕性比摻粉煤灰和礦渣混凝土大。摻粉煤灰和礦渣混凝土耐久性符合要求,能夠通過引氣,使混凝土具備較好的抗凍性和抗鹽凍剝蝕性。

      3.3 氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)

      首先,含氣量。添加優(yōu)質(zhì)引氣劑,使混凝土平均氣泡間距縮小,含氣量越高,縮小愈明顯,而氣泡直徑減小。表明,引氣使混凝土抗凍性和抗鹽凍侵蝕性提高。其次,離表面深度。比較含氣量相近干硬性混凝土和常態(tài)混凝土各位置氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)。干硬性混凝土和常態(tài)混凝土表層氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)與內(nèi)部存在差異,均會發(fā)生劣化?;炷岭x上表面越近,含氣量和氣泡直徑越大,使平均氣泡間距變大。深度超過 10mm之后,硬化混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)比較穩(wěn)定。僅水泥漿體中有氣泡,使表層混凝土含氣量比內(nèi)部混凝土高。為使抗凍性和抗鹽凍侵蝕性相同,同等水膠比下,砂漿含氣量要比混凝土高。相較于常態(tài)混凝土,干硬性混凝土引氣泡穩(wěn)定性和氣泡結(jié)構(gòu)差,需對其進行強力振搗及多次抹面,表面層干硬性混凝土很容易出現(xiàn)含氣量損失和氣泡結(jié)構(gòu)劣化。上述結(jié)果表明,當(dāng)含氣量和水膠比相同時,干硬性混凝土抗彎拉強度低[3]。

      4 結(jié)語

      綜上所述,在混凝土中摻加優(yōu)質(zhì)茶皂素引氣劑,使其抗彎拉強度提升。混凝土抗凍性和抗鹽凍侵蝕性隨含氣量增大而提高。依據(jù)實際情況,合理引氣,降低摻粉煤灰和礦渣對混凝土抗凍性和抗鹽凍侵蝕性的負面影響。深度超過10mm后,硬化混凝土氣泡結(jié)構(gòu)參數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)。依據(jù)實際情況,采用正確的方法,對機場道面混凝土性能進行優(yōu)化設(shè)計,減少凍害問題。

      [1]楊全兵,陳勇.機場道面混凝土性能優(yōu)化設(shè)計研究[J].同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2016,(08):1221-1226.

      [2]丁汀,葉英華,劉巖.裂縫寬度對機場道面融雪除冰碳纖維混凝土導(dǎo)電性能影響的試驗研究[J].工業(yè)建筑,2015,(07):118-121.

      [3]陳士昌,羅勇,李曄,譚悅.抗凍型機場水泥混凝土道面配合比設(shè)計方法研究[J].城市道橋與防洪,2013,(09):172-174+178+15-16.

      TU7

      B

      1007-6344(2017)02-0088-01

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