随着我国生活水平的提高以及交通业的不断发展，飞机出行成为一种常见的出行方式，机场客流量逐年增加，因此对机场场道所用混凝土的要求也逐渐提高。机场场道是机场的核心部分，使用时一直受到重载交通的作用，因此，所用混凝土不仅需要较强的承载能力，还需要较高的抗折强度。目前，国内外很多国家已经制定了关于高性能混凝土的设计、试验以及规范。抗折强度是高性能混凝土的重要指标，混凝土抗折强度越高，混凝土路面的使用寿命越长。水泥混凝土比沥青混凝土的承载力和耐久性更好、抗压强度更高，适应当前机场场道的发展需求，但水泥混凝土的抗折强度仅为抗压强度的8%～16%。因此，提高水泥混凝土的抗折强度是提高机场道路高性能混凝土质量的关键。
由于目前针对机场场道的混凝土配合比设计的研究不够完善，很多机场场道混凝土的耐久性能并不能达到设计要求，实际寿命普遍低于设计寿命;并且普通混凝土的配合比设计主要是通过确定水灰比，改变用水量来调节混凝土的和易性，若应用于高性能混凝土中，会导致水泥用量增加。所以使用合适的混凝土配合比设计方法非常重要。
本文主要以某新建机场项目为依托，通过控制原材料的选取以及配合比设计原则等对混凝土的抗折强度进行研究，得到既满足抗折强度要求，又符合经济性的混凝土配合比。
一、配合比设计原则
针对某新建机场项目的场道混凝土配合比设计，配合比设计应符合规范要求。对于高性能混凝土，在满足设计与施工要求的同时，也要确保混凝土的质量以及良好的经济性，在配合比设计过程中主要遵循以下几个原则：1)根据施工条件和原材料条件，设计出既满足工程要求，又符合经济性的混凝土配合比。2)在满足要求的前提下，选择合适的水胶比，以及较小的用水量和水泥用量。3)选择最优砂率，即混凝土拌合物具有良好的黏结性并满足工作性要求的基础上，用水量最小的砂率。4)选用最大粒径较大的集料及最佳级配，配合比计算时集料以干燥状态为基准。
二、设计方法
（一）配制强度
对于机场场道高性能混凝土，配制强度应根据规范的要求来确定。本项目的混凝土强度等级为C30，要求28D抗折强度达到5.0MPa，即混凝土设计龄期的设计抗折强度为5.0MPa，当混凝土弯拉强度标准差取0.6MPa时，由规范附录公式计算得到混凝土配制抗折强度为5.99MPa。
（二）水胶比
水胶比是对混凝土抗折强度影响较大的配合比参数之一。水胶比越大，单位用水量越多，混凝土内部自由水变多，多余的自由水会在水化后会黏附在集料上，导致集料与拌合物其他成分之间的黏结面积变小，黏结力也随之变小;但水胶比过小会导致和易性较差，难以振捣密实，同时会增加水泥用量，不符合经济性的要求。针对本项目所用原材料，根据规范规定，采用附录内碎石混凝土公式，计算得到水胶质量比为0.43，考虑到本项目所采用的混凝土原材料的特性，选用0.41为初步水胶质量比。
（三）砂率
砂率是指细集料在集料中的占比。砂率不能太小，细集料太少会不足以填充粗集料的空隙，进而增加水泥浆的用量，抗折强度降低且不满足经济性;砂率也不能过大，粗集料太少，在混凝土中起不到骨架的作用，降低混凝土内部的机械咬合作用，从而降低抗折强度。结合规范以及本项目实际情况，计算砂率前应先求取石子空隙率和砂石比，根据表4粗集料检测结果中的粗集料表观密度和紧密密度，计算得出石子空隙率为0.39，由规范附录公式得到砂石质量比为0.2(拨开系数取1.2)，进而得到砂率为31%，实测细集料的细数模度为2.8，细集料的规格为中砂，因此，确定初选砂率为31%。
（四）单位用水量及单位水泥用量
当水胶比的大小确定时，单位用水量和单位水泥用量之间属于正比例关系，因此，单位用水量的选取应该在一定的范围之内。如果单位用水量过小，水泥用量就会相应减少，可能会不满足最小水泥用量的要求;单位用水量太大会使水泥用量相应的增加，拌合物中的水过多会导致混凝土中出现水囊，这些水囊会在混凝土硬化后变为混凝土内部的孔隙，进而降低混凝土的抗折强度。
本项目所用细集料为洞庭湖中砂，采用中砂时，碎石混凝土的单位水泥用量为300kg/m3～330kg/m3。结合经验初选单位水泥用量为320kg/m3。本项目的所用粗集料的最大粒径为40mm，减水剂的掺量和实测减水率分别为1.2%和20%，由规范附录计算得到单位用水量为132kg。外加剂用量可直接由水泥用量与外加剂掺量相乘计算，计算得到外加剂用量为3.84kg。
（五）粗细集料用量
根据上述所求的混凝土配置强度和混凝土配合比参数，由规范附录得到集料总绝对体积0.759m3，由于细集料在集料中所占比例为0.39，所以单位细集料用量为623kg/m3，单位粗集料用量为1386kg/m3。本项目采用的粗集料规格有三档：5mm～16mm，16mm～31.5mm，20mm～40mm，比例为3:4:3，所以各档粗集料的单位用量分别为：416kg/m3，554kg/m3，416kg/m3。综上所述，机场场道高性能混凝土初步质量比为：m(水泥):m(砂):m(碎石):m(外加剂):m(水)=320:623:1386:3.84:132=1:1.95:4.33:0.012:0.41。
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