西安咸阳国际机场二期防冰坪混凝土抗冻融试验分析.pdf
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1、第 3 8卷第 6期 2 0 1 2年 1 2月 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 2 23 西安成阳国际机场二期防冰坪混凝土抗冻融 试验分析 曾运财, 郝 伟 , 徐英国, 曹海军 ( 中国航空港建设第九工程总队, 四川 成都6 1 1 4 3 0 ) 摘要: 为准确制定西安咸阳国际机场防冰坪混凝土配合比, 测定了单轴抗拉强度、 动弹模量、 质量损伤等方面的 试验数据。在分析试验资料的基础上, 建立了 昆 凝土冻融循环次数与质量损失和动弹模量折减之间的相关关系, 可为机场水泥混凝土道面设计、 维护及剩余寿命预测等问题提供
2、参考。 关键词 : 水泥混凝土; 冻融 ; 动弹模量; 质量损失 中图分 类号 : T U 5 2 8 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 2 ) O 6 2 2 30 3 O 引 言 西安咸 阳国际机场二期扩建项 目在南飞行 区跑 道西北侧设置 1个 E类隔离机坪和 1 个除冰坪, 东 北侧设置 1 个除冰坪, 道面面积合计约 1 8 2万平方 米 , 道肩面积合计约 0 9 3万平方米。由于初冰坪 的 特殊用途, 因此在进行混凝土配合 比设计时要着重对 其耐久 陛进行分析。机场水泥混凝土道面的耐久性 破坏过程是一个复杂的物理、 化学过程 J ,
3、其强度、 抗 冻性 、 抗渗性、 耐磨性和抗冲击性等耐久性指标下降 往往是引起道面结构不能使用的重要原因。同时, 北 方寒冷地区机场道面混凝土耐久性损伤主要是 由于 冻融循环作用 , 常出现道面表面层起皮、 脱落、 剥蚀 , 轻则使表面功能性构造丧失, 影响正常使用 , 重则造 成错台、 翘 曲、 裂缝、 侧移 , 甚至断板 , 严重减短道面 寿命 , 给使用单位和国家造成重大的经济损失。 目前 , 我 国现行 的 昆凝土抗冻性试验方法 的主 要缺陷是没有考虑到混凝土 的实 际使用环境 和条 件 , 大家普遍认为抗冻性是混凝土的一种本质属性 , 与其所处的实际环境无关。但从长期的研究情况看 来
4、 , 并非如此。P o w e r s曾经说过 , 混凝土本身并没有 抗冻性或耐久性这样一种内在 的性质 , 试图从这样 的观点衡量抗冻性是徒劳 的 , 同时 , 现有的关于 凝土长期性能和耐久性能试验方法 抗冻性能试 验中的“ 快冻法” , 结合西安咸阳国际机场二期防冻 坪道面混凝土抗冻融试验 , 对解决影响混凝土抗冻 融性能的部分因素进行 了对 比分析 , 对提高高寒地 区机场道面耐久性具有一定的现实意义。 1 试验 1 1 试验材料 I ) 水泥 : 山西省新绛威顿水泥有 限责任公司生 产的 4 2 5道路硅酸盐水泥 , 经试验其 物理 、 力学性 能满足 MH 5 0 0 6 -2 0
5、 0 2 ) 技术要求。 2 ) 细集料 : 陕西杨凌生产 的砂 , 经试验其技术 指标满足 M H 5 0 0 6 -2 0 0 2 ) 技术要求。 3 ) 粗集料 : 陕西泾阳生产 的 5 2 0 mm、 2 04 0 mm碎石 , 二 级碎石 通过优选 法试 验 , 选择 52 0 F n i n : 2 0 4 0 m m= 5 5 : 4 5 为最优掺配比例 。 4 ) 水 : 混凝土拌和用水 为西安咸 阳国际机场二 期扩建工程饮用水 , 经试验水质满足混凝土拌和用 水要求 。 5 ) 外加剂 : 为满足混凝土抗冻 要求 , 在 混凝 土 中掺入一定量的引气减水剂 。本次试验选用 的
6、引气 减水剂为 中航 明星外加剂厂生产 的 Z H一 3型引气 减水剂 , 其掺量为水泥质量的 2 。 冻融循环后混凝土 的试验研究 , 主要集 中于普通混 1 2 配合 比设计 凝土 , 本文针对我国北方地 区机场水泥混凝土道 通过经验总结及大量试探性试验分 析, 初步确 面遇到的耐久性问题 , 根据现行 G B J 8 2 -8 5 ( 普通混 定 3种类型配合 比见表 1 。 表 1 混凝土 的配合 比 收稿 日期 : 2 0 1 1 6 - o 8 作者简 介: 曾运财 ( 1 9 7 5一) , 男 , 工程师 , 主要从事工程管理工作。 E ma i l : l u o c h a
7、 _2 0 0 6 1 6 3 c o m 1 3试 验方 法 依据 MH 5 0 0 6 -2 0 0 2 民航 机场飞行 区水 泥混 2 2 4 四川建筑科学研究 第3 8卷 凝土道面面层施工技术规范 、 J T G E 3 0 -2 0 0 5 公路 工程水泥及水 泥混凝土试 验规程 、 J T G E 4 2 -2 0 0 5 公路工程集料试验规程 等进行混凝土 7 d和 2 8 d 抗折强度和快速冻融循环试验。 试验分为以下两个主要 内容: 1 ) 按表 1所示的配合 比进行搅拌 , 同类型的混 凝土制作成 2组 1 5 0 mm x 1 5 0 mm x 5 5 0 mm的试 件
8、, 每组各 3个试件 , 成型后 2 4 h拆模 , 放入标准养 护室养护 7 d和 2 8 d后取出 , 分别测试其抗折强度。 2 ) 按表 1 所示的配合 比进行搅拌 , 同类 型的混 凝土制作成 2组 1 5 0 m m x 1 5 0 m m x 5 5 0 m m 的试 件 , 每组各 3个试件 , 对混凝土试件分别进行 0 、 5 0 、 1 0 0 、 1 5 0 、 2 0 0次冻融循环后进行力学性能试验。抗 冻性试验方法按 J T G E 3 0 -2 0 0 5 ( 公路工程水泥及水 泥混凝土试验规程 进行。采用快速冻融法 , 在 试 验过程 中试件均处于饱水状态。设定每循
9、环 2 5次 , 停机测试 1次试 件的横 向 自振频率 和饱 和面干质 量 , 结果采用相对 动弹性模量 ( P ) 和质 量损失率 ( I V) 来评定 , 当 P 5 时 , 即认 为试 件已发生冻融破坏。试验仪器为 C D R I I 型混凝土 快速冻融试验机和 D T 一 8 W 型动弹仪。 2 试验结果与分析 2 1 混凝土工作性与抗折强度 良好的工作性是确保混凝土施工质量的基础和 前提 , 抗折强度是道面混凝土承载力和耐久性最基 本的衡量标准。本文根据 1 3中的试验方法制备 3 种类型混凝土试件 A、 B、 c, 每种类型2组, 每组 3个 试件 , 分别测试其坍 落度和 7
10、d 、 2 8 d抗折强度, 测 试结果见表 2 。 表 2 混凝土抗折试验结果 试件编号 龄期 d 坍落度 mm 抗折强度平均 MP a 7 2 8 7 2 8 7 2 8 5 5 6 9 6 0 6 9 5 7 6 4 从表 2可以看出, 3 种类型的混凝土试件 2 8 d 抗折强度均都达到机场道面混凝土 5 0 MP a的设计 强度要求。同时, 随着水灰 比的增加 , C类型坍落度 明显增加。其 中 B类型 的 7 d抗 折强度平均值最 大 , 为 6 0 M P a , 即随着水灰 比和水泥用量 的增加 , 混凝土早期强度上 升较快。A与 B的 2 8 d抗折强 度同为 6 9 M P
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