水泥混凝土（道面工程）配合比设计报告
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水泥混凝土配合比设计试验报告
一、试验依据标准及规程规范
（1）《民用机场飞行区场道工程质量检验评定标准》MH 5007-2017
（2）《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》MH 5006-2015
（3）《公路水泥混凝土路面施工技术细则》JTGTF30-2014
（4）《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011
（5）《道理硅酸盐水泥》GBT13693-2017
（6）《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005
（7）《混凝土外加剂》GB8076-2008
（8）《成都天府国际机场飞行区场道工程飞行区道面工程道面设计》设计说明
以及相关技术文件、规范、技术标准
二、混凝土设计技术要求
水泥、细集料和粗集料、水和外加剂，以及混凝土的拌和、摊铺和养护等都应符合设计文件及相关标准的要求。混凝土技术指标要求见表。
表2-1混凝土设计指标要求
使用部位 | 设计强度（MPa） | 粗集料级配（mm） | 维勃稠度（s） | 抗折强度（MPa） |
道面、停机坪、除冰坪、滑行道 | 抗折5.0 | 4.75～31.5 | ≥15 | ≥5.0 |
三、试验内容
1、原材料说明
（1）水泥：等级为道路硅酸盐水泥P.R7.5级。
（2）细集料：乐山交通投资发展（集团）有限公司，(Ⅱ区）天然中砂。
（3）粗集料：绵阳市安州区茶坪乡双电石灰厂，碎石由4.75～16mm：16～31.5mm=25%：75%掺配而成。
（4）外加剂：北京科宁丰外加剂有限公司，引气减水剂ADD-4。
（5）水：自来水。
2、混凝土配合比计算
（1）计算配制强度
按照《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》MH 5006-2015的要求，混凝土的配制强度按设计抗折强度提高10%~15%（即1.10~1.15）。本工程设计水泥混凝土28d抗弯拉强度不应低于5.0MPa。
=（1.10～1.15）
取=1.15=5.0×1.15=5.75MPa
式中，----水泥混凝土配制28d抗弯拉强度值，MPa；
----水泥混凝土设计28的抗弯拉强度标准值，MPa。
（2）计算水灰比
已知道路硅酸盐水泥28天抗折强度=8.2MPa，计算水灰比：
W/C=1.5684/（+1.0097-0.3595）
W/C=0.41
所用减水剂在2.0%掺量时的实测减水率为12%，故0.41×（1-12%）= 0.36。
考虑到现场施工时混凝土的工作性，取值0.35，符合MH 5006-2015中水泥混凝土最大水灰（胶）比的要求。
（3）合理砂率的选取
采用合理的砂率，在胶材用量一定的情况下，混凝土拌和物能获得最大的流动性并能保持良好的粘聚性和保水性，且抗折强度最佳。合理砂率随粗集料种类、最大粒径和级配、细集料的粗细程度、级配以及混凝土的水灰比和施工要求的流动性而变化。根据《民用机场水泥混凝土面层施工技术规范》MH 5006-2015的要求，结合现场实际施工条件选用中粗砂，暂取砂率Sp=30%。
（4）计算用水量、水泥用量、粗集料用量、细集料用量的计算
由于采用的水泥等级为P.R7.5，初步选用选定水泥用量C0=320kg，符合MH 5006-2015中水泥混凝土单位水泥用量应不小于310kg/m3的要求。
用水量W0=C0*（W/ C）=320*0.35=112kg。
利用体积法计算粗细集料的用量：
表3-2-1各种材料在混凝土中的所占的重量和体积
材料名称 | 实测表观密度 （kg/m3）① | 单位体积混凝土内的用量（kg）② | 所占体积（m3） ②/① |
细集料 | 2714 | a | a/2714 |
粗集料 | 2700 | b | b/2700 |
水泥 | 3100 | 320 | 0.103 |
水 | 1000 | 112 | 0.112 |
气孔 | 0.01×α | ||
共计 | 1.0 | ||
注：α为混凝土的含气量百分数，根据所用外加剂类型及检测指标，α取3.0，故0.01α=0.03。
表3-2-1中a/2714+b/2700+320/3100+112/1000+0.03=1 ①
砂率为30%，则30%=a/(a+b) ②
利用以上两式求得a=612kg，b=1429kg
粗集料4.75～16mm、16.0～31.5mm两种规格的掺配比例为25%：75%
故4.75～16mm=357kg、16.0～31.5mm=1072kg
按照上述数据，进行计算配合比试拌，得到基准配合比如下：
表3-2-2基准试拌配合比
水泥（kg） | 砂 （kg） | 碎石 4.75～16mm（kg） | 碎石 16～31.5mm（kg） | 水 （kg） | 减水剂 （kg） |
320 | 612 | 357 | 1072 | 112 | 6.4 |
（5）其它相关配合比计算
基准配合比进行试拌后，在水灰比W/ C分别增加0.01（MH 5006-2015要求最低水泥用量为310kg/m3）和减少0.02，砂率（SP）分别增加和减少1%，用水量应与基准配合比相同的原则进行配合比设计和试拌。
表3-2-3调整后配合比
水灰比 | 砂率（%） | 水泥（kg） | 砂 （kg） | 4.75~16mm碎石（kg） | 16~31.5mm碎石（kg） | 水（kg） | 减水剂（kg） |
0.35 | 30 | 320 | 612 | 357 | 1072 | 112 | 6.4 |
0.36 | 31 | 311 | 635 | 353 | 1060 | 112 | 6.2 |
0.33 | 29 | 339 | 587 | 359 | 1078 | 112 | 6.8 |
3、混凝土试配及验证
（1）工作性验证
将基准试拌配合比以及调整水泥用量、砂率的所有配合比在试验室进行试拌，其工作性见下表：
表3-3-1配合比工作性统计表
水灰比 | 砂率（%） | 水泥（kg） | 砂 （kg） | 4.75~16mm碎石（kg） | 16~31.5mm碎石（kg） | 水（kg） | 减水剂（kg） | 工作性情况 |
0.35 | 30 | 320 | 612 | 357 | 1072 | 112 | 6.4 | 实测维勃稠度19s，密度2495kg/m3，含气量3.0%，工作性良好，能满足施工和设计要求。 |
0.36 | 31 | 311 | 635 | 353 | 1060 | 112 | 6.2 | 实测维勃稠度16s，密度2486kg/m3，含气量3.0%，工作性良好，能满足施工和设计要求。 |
0.33 | 29 | 339 | 587 | 359 | 1078 | 112 | 6.8 | 实测维勃稠度22s，密度2493kg/m3，含气量3.1%，工作性良好，能满足施工和设计要求。 |
（2）强度验证
各种配合比在试拌后均留置试件，采用150mm×150mm×550mm小梁试件，3块为一组，标准养护龄期28天。按照JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》进行试验。其强度见下表：
表3-3-2配合比抗折强度统计表
水灰比 | 砂率（%） | 水泥（kg） | 砂（kg） | 4.75~16mm碎石（kg） | 16~31.5 mm碎石（kg） | 水（kg） | 减水剂（kg） | 抗折强度（MPa） | |
7d | 28d | ||||||||
0.35 | 30 | 320 | 612 | 357 | 1072 | 112 | 6.4 | 5.23 | 6.52 |
0.36 | 31 | 311 | 635 | 353 | 1060 | 112 | 6.2 | 5.04 | 6.07 |
0.33 | 29 | 339 | 587 | 359 | 1078 | 112 | 6.8 | 5.83 | 7.24 |
四、试验结论
根据设计要求，并综合考虑新拌混凝土工作性与硬化混凝土物理力学性能、耐久性及经济性，最终选定试验室配合比见下表：
表4-1试验室配合比
水灰比 | 砂率（%） | 水泥（kg） | 砂 （kg） | 4.75~16mm碎石（kg） | 16~31.5mm碎石（kg） | 水（kg） | 减水剂（kg） |
0.35 | 30 | 320 | 612 | 357 | 1072 | 112 | 6.4 |
质量比 | 1.00 | 1.91 | 1.12 | 3.35 | 0.35 | 0.02 | |
该配合比的抗折试件的折断处均发生在梁中部1/3区段，观察小梁试件断裂面的密实程度，发现大小石子分布均匀，且形成坚固的骨架，石子之间水泥砂浆层粘结，嵌挤牢固。试件受到外力作用时，荷重主要由石子骨架承受，断裂面处石子受外力破坏的痕迹十分明显。符合设计要求，可作为现场施工使用。施工时应根据原材料含水率情况，计算并调整施工配合比。