粉煤灰混凝土在机场道面修补中的应用.pdf

文 章编 号 ：1 0 0 7 - 0 4 6 X ( 2 0 l 1 ) 0 4 — 0 0 0 7 — 0 2 誓 粉 基 粉煤灰混凝土在机场道面修补中的应用 Ap p l i c a t i o n o f F l y As h Co n c r e t e i n Ai r p o r t P a v e me n t Re p a i r i n g 党明杰1 ，翁兴中2 ( 1 ． 兰空机场工兵勤务 队，陕西西 安 7 1 0 0 7 7 ；2 空军工程大学 工程学院 ，陕西西安7 1 0 0 3 8 ) 摘要： 在道 面水泥混凝土中掺入粉煤灰，经室内试验和工程实践证明，能有效地提 高混凝土的强度和耐磨性 ，通过改变施 工 工 艺可以 消除道 面表 面早期 裂缝 ，改 善道 面的使 用性 能 。 关键词 ： 机场 工程 ；水泥 混凝 土 ；粉 煤灰 ；维修 中 图分 类 号 ：TU5 2 8 ． 3 7 文献 标 识 码 ：A 0前 言 我国西北机场水泥混凝土道面受自然条件和荷载作用 的影响，道面的损坏较为严重。由于飞机重量大 ( 最大重 量可达5 0 0 t )，对道面产生的荷载应力较大，要求道面水 泥混凝土板具有较高的抗弯拉强度。同时，西北地区自然 环境恶劣，对道面混凝土的影响大，容易引起混凝土耐久 性下降。在混凝土中掺入粉煤灰可以改善混凝土内部的结 构。粉煤灰为水泥熟料矿物水化反应提供较多水化产物沉 淀场合，促进水泥熟料矿物的水化，从而消除不稳定根源， 达到提高混凝土的强度和耐久性的目的。 1试验条件与结果 本次试验的粉煤灰选用酒泉热电厂生产的，其技术性 能和技术要求[ z 岘表 1 。该粉煤灰技术性能已完全符合文 献【 2 】 的技术要求。 表 1 粉煤灰的技术性能及要求 ％ 水泥选用山丹水泥厂生产的铁骑牌标号为 P ． 0 4 2 ． 5 R 的水泥，其技术指标如表 2 所示。 表 2 水泥性能指标 砂采用下河清产生的干砂，细度模数为 2 ． 7 6 ，Ⅱ区， 级配合格，表观密度 2 6 7 8 k g ／ m ，堆积密度 1 5 6 9 k g ／ m ， 含泥量 0 ． 8 9 ％；碎石为酒泉机场附近戈壁滩卵石破碎，表 观密度2 7 2 2 k g ／ m ，堆积密度 1 4 6 9 k g ／ m ，含泥量 0 ． 2 0 ％。 按 5 ～ 2 0 m m和2 0 ～ 4 0 m m( 圆孔筛 ) 两级级配进行控制， 经矿料组成设计，确定二级配的比例为4 3 ： 5 7 。 配合比设计的计算方法采用绝对体积法，含砂率采用 绝对体积含砂率。以水泥混凝土的设计抗弯拉强度≥5 ． 0 M P a 进行配合比设计、和易性要求维勃稠度在 1 5 2 0 S 之 间；耐久性要求：水灰比 ( 水胶比) 一般 ≤O ． 4 6 ，水 泥用量在 3 0 0 ～ 3 3 0 k g ／ m 之间。 机场道面水泥混凝土的水泥含量较小，且其最低用量 为3 0 0 k g ／ m 圳，粉煤灰取代水泥作用的用量是很小的。在混 凝土配合比设计时采用固定水泥用量、砂率和水胶比的情 况下， 通过改变粉煤灰掺量，确定粉煤灰最佳掺量。对粉煤 灰掺量为 1 0 、2 0 、3 0 、4 0 、5 0 k g ／ m 3 时进行强度和耐磨试 验。7 d和 2 8 d抗弯拉强度的试验结果如见图 1。从试 验结果可以看出，粉煤灰掺量有最佳掺量，分析 7 d和 2 8 d 抗弯拉强度的试验结果，其最佳掺量为 3 0 k g ／ m ， 。在 掺量较小的情况下，粉煤灰的微集料效应提高了混凝土的 密实性；同时粉煤灰与 C a ( O H ) 反应，改善水泥石界面结 构，降低微裂纹出现几率，提高了抗弯拉强度。随着粉煤 灰掺量的增大，粉煤灰不能完全与水泥起火山灰反应，尚 有部分游离的粉煤灰存在，影响了混凝土的强度。 4 ／ 2 0 1 1 粉煤灰 7 7 ． 0 0 星6 ．0 0 冀5 ．0 0 { 堰4 ．0 0 3 ．o o ． — — ——— ．／ —————— ● —— 一 ’— —- ． 。 f +7 d抗弯拉强度 l2 8 d 抗弯拉强度 U l U 2 0 3 0 40 U 粉煤灰掺量／ ( ． ) 图 1 抗弯拉强度与粉煤灰掺量的关系 耐磨性试验结果见图 2。从试验结果可以看出， 掺粉煤灰的混凝土耐磨性均大于基准混凝土。这是因为掺 入粉煤灰有利于胶凝物质对集料的粘接性能的提高，并替 代了部分砂。粉煤灰的微集料其材质本身的耐磨性并不低 于砂，主要是粉煤灰玻璃微珠本身强度很高，厚壁空心微 珠的抗压强度在7 0 0 M P a以上，并且玻璃微珠外层玻璃质 表面非常致密， 粉煤灰微集料其本身耐磨性也很高。 01 2 j型 O1 1 糕 0 ． 1 0 露 0 ．O 9 O． 0 8 0 1 O 2 0 3 0 4 0 5 0 粉煤灰掺量／ ( k g ．r ) 图 2 磨耗值与粉煤灰掺量的关 系 根据试验结果，确定混凝土配合比见表 3。 表 3 配合比试验结果 2施工工艺 酒泉机场道面损坏主要是道面冻胀引起的道面结构的 隆起、断板和错台。为了防止道面出现新的破坏，除在道 面结构层次设置隔温层外，采用粉煤灰混凝土提高道面混 凝土的强度和耐磨性。根据道面修补的特点，主要采取以 下措施。 ( 1 )为保证混凝土拌合物的质量，严格计量材料用量， 特别是用水量和粉煤灰掺量，并适当延长拌和时间。出料 后检查坍落度、混凝土拌和的均匀程度，特别是粉煤灰分 布状况。 ( 2 )由于酒泉机场处于西北戈壁滩地区，气候干燥、 夏季施工温度高，混凝土浇筑后，容易引起表面失水快， 造成假凝，在道面表面形成早期微裂缝。为了防止早期微 裂缝的产生，在振捣、滚杠施工工艺之后，立即用塑料薄 膜覆在道面表面，防止水分蒸发。待混凝土泌水基本完成 后，去掉塑料薄膜，迅速进行作面工艺。作面工艺完成后， 再用塑料薄膜覆盖在道面上，其上加盖土工布后，并进行 洒水养生。养生时间为 1 0 d 。1 0 d 后，去掉塑料薄膜和土 工布， 再进行 7 d洒水养生。 3结 论 由于道面混凝土的水泥含量较小，在进行粉煤灰配合 设计时，采用固定水泥用量、砂率和水胶比等情况，调整 粉煤灰用量，确定粉煤灰最佳用量。根据抗弯拉强度和耐 磨性试验结果，确定粉煤灰最佳用量为 3 0 k g ／ m 。为了减 少粉煤灰混凝土施工过程中产生的早期收缩裂缝， 在振捣、 滚杠施工工艺之后，采用塑料薄膜覆盖在道面表面的方法 防止早期裂缝的产生，取到了良好的效果。 参考文献 [ 1 ]卢昌鑫，刘文录，翁兴中． 机场道面粉煤灰水泥混凝土的试验和应 用[ J 】 ． 粉煤灰，2 0 1 0( 4 )：3 5 - 3 6 ． [ 2 】GJ B l l 1 2 A 一2 O 0 4 ，军用机场场道工程施工及验收规范【 S 】 ． 作者简介：党明杰 ( I 9 7 8 ． )，男，工程师 ，从事机场工程研 究． 联系 地址：陕西省西安市丈八五路4 9 号， 邮编：7 1 0 0 7 7 ， E - m a i l ：d m j 9 9 1 l @ 1 6 3 ． c o m． 翁兴中， ( 1 9 6 2 ． ) ， 男，空军工程大学教授，博士生导师，从事 机场道面研究， 联系地址：陕西省西安市空军工程大学工程学院五系， 邮编：7 1 0 0 3 8 ． E - ma i l ：wx z 2 6 2 6 @s i n a ．c o m． 收稿 日期： 2 0 1 1年 1月 5日 欢迎订1~2 0 1 2 年粉煤灰期刊，现已在各大报刊处征订，邮发代号4 — 6 3 9 。如需订购2 0 0 0 — 2 0 1 0 年合订本的读者， 可直接到编辑部订阅。订阅电话 ：0 2 1 — 6 4 6 4 0 7 1 1 。 8 COAL ASH 4／ 2 01 1