任務5-2-1道路水泥混凝土性能及配合比設計

任務5-2-1道路水泥砼性能及配合比設計道路水泥混凝土：滿足混凝土路面攤鋪機工作性、彎拉強度、耐久性與經(jīng)濟性要求的水泥混凝土材料。一、道路水泥混凝土原材料1、水泥⑴水泥品種水泥是直接影響混凝土施工性質(zhì)、強度和耐久性、早期干縮和抗磨性的重要材料。特重、重交通等級的水泥混凝土宜采用旋窯道路硅酸鹽水泥，可用旋窯硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。中、輕交通的路面可采用礦渣硅酸鹽水泥。低溫施工、有快凝要求的路段可采用R型早強水泥，一般情況宜采用普通硅酸鹽水泥。水泥用量不得小于300kg/m3（非冰凍地區(qū)）或320kg/m3（冰凍地區(qū)）。

（2）水泥的強度等級應正確選擇水泥的強度，使水泥的強度等級與所配制的混凝土的強度等級相匹配。2、粉煤灰在路面混凝土中可以采用技術符合規(guī)定的電收塵Ⅰ、Ⅱ級干排或磨細低鈣粉煤灰。不得采用濕排或潮濕粉煤灰，嚴禁使用已經(jīng)結(jié)塊的濕排粉煤灰。3、粗集料①質(zhì)量要求：堅硬、耐久、潔凈的碎石和卵石，是混凝土的主要組成材料，也是影響混凝土強度的重要因素之一。粗集料在混凝土中起骨架作用，必須具有足夠的強度和堅固性。不同強度等級混凝土選用不同技術等級的集料；其有害雜質(zhì)：含泥量、泥塊、硫化物、硫酸鹽、有機質(zhì)等必須控制。重要結(jié)構物應進行堿活性檢驗。②級配與最大粒徑為了提高路面混凝土抗彎拉強度，防止混凝土拌合物離析，減少攤鋪機的機械磨損，提高混凝土的抗凍性及耐磨性，粗集料的最大粒徑不宜過大。水泥混凝土集公稱最大粒徑不應大于31.5mm（碎石）或19.0mm(卵石)。

要控制小于0.075㎜的石粉含量不得大于1％，控制針片狀顆粒含量。要保證粗集料能形成骨架密實結(jié)構，保證抗彎拉強度、干縮變形等。4、細集料①品種和質(zhì)量要求混凝土細集料應采用級配良好、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的天然砂、機制砂或混合砂。特重和重交通混凝土路面使用河砂，砂的細度模數(shù)不宜小于2.5，砂的硅質(zhì)含量不應低于25％。機制砂不得使用軟質(zhì)巖石破碎；淡化海砂只能用于二級以下素混凝土面層和基層。②級配與細度模數(shù)路面用細集料的顆粒組成應符合中砂級配范圍要求。水泥混凝土路面通車1～2年后，水泥石將先于細集料被磨損，所以，凸起的砂顆粒為路面提供足夠的橫向力系數(shù)和抗滑性能。當砂過細時，磨損后抗滑力過低，影響路面安全。當砂過粗時，將引起混凝土拌合物嚴重泌水、路面細度模數(shù)對混凝土性質(zhì)影響較大，施工時應分開堆放，并根據(jù)砂的細度模數(shù)的變化選擇使用。5、外加劑外加劑應達到規(guī)定的要求。高效減水劑減水率應達到15%，引氣減水劑減水率應達到12%。路面、橋面應選用減水率大、坍落度損失小、可調(diào)控凝結(jié)時間的復合減水劑，必須進行水泥適應性檢驗。冰凍地區(qū)的混凝土中必須摻加引氣劑。6、拌和用水可用飲用水、清潔的天然水、地下水、海水及經(jīng)適當處理后的工業(yè)廢水。水中有害雜質(zhì)如：油脂、糖類等。影響水泥正常凝結(jié)和硬化。海水不得用于拌制鋼筋混凝土和預應力混凝土。當水質(zhì)有疑問時應檢驗符合指標后方可適用。2、路面普通混凝土配合比設計指標⑴設計彎拉強度標準值路面水泥混凝土的強度以28d齡期的彎拉強度控制，當混凝土澆注90d內(nèi)不開放交通時，可采用90d齡期的彎拉強度?；炷翉澙瓘姸葮藴手礷cm按其概率分布0.85分位值確定，具體要求見按表5-31。二、道路水泥混凝土配合比設計水泥混凝土路面用混凝土配合比設計方法：按《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》(JTGF30—2003)的規(guī)定，以抗彎拉強度（也稱抗折強度）為主要強度指標，抗壓強度作為參考指標。路面用水泥混凝土配合比設計應滿足四項基本要求：抗彎拉強度；工作性；耐久性和經(jīng)濟性。路面混凝土配合比設計步驟1、初步配合比的計算①確定混凝土的配制抗彎拉強度各交通等級路面的28d設計彎拉強度標準值應符合《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》(JTGD40—2002)的規(guī)定。按下式計算配制28d抗彎拉強度的均值。

②計算水灰比

混凝土拌和物的水灰比，根據(jù)粗集料類型、混凝土的配制抗彎拉強度和水泥的實際抗彎拉強度，碎石或碎卵石混凝土按下左式計算，卵石混凝土按下右式計算?；炷翝M足耐久性要求的最大水灰（膠）比和最小水泥用量

③計算單位用水量

混凝土拌和物每1m3的用水量，根據(jù)坍落度，對碎石混凝土和卵石混凝土按下面經(jīng)驗公式計算單位用水量：④計算單位水泥用量單位水泥用量下式計算，并取計算值與耐久性規(guī)定值兩者中的大值，并同時滿足最大單位水泥用量不宜大于400kg/m3，最大單位膠材總用量不宜大于420kg/m3的規(guī)定。⑤計算砂石用量砂石用量可按密度法或體積法計算。按密度法計算時，混凝土單位質(zhì)量可取2400~2450kg/m3；按體積法計算時，應計入設計含氣量。采用超量取代法摻用粉煤灰時，超量部分應代替砂，并折減用砂量。經(jīng)計算得到的配合比，應驗算單位粗集料填充體積率，且不宜小于70%。⑵配合比調(diào)整①試拌調(diào)整按初步配合比配制混凝土拌和物。測定混凝土拌和物的稠度，同時觀察拌和物的粘聚性和保水性。當不符合要求時，應進行調(diào)整。②強度校核

工作性滿足要求的基準配合比，混凝土的強度不一定符合要求，所以應對混凝土強度進行檢驗?；炷翉姸冗M行檢驗時至少采用三個不同的配合比。其中一個是基準配合比，另兩個配合比的水灰比則分別增加及減少0.03或0.02，用水量應與基準配合比相同，砂率可分別增加及減少1%。三組試件經(jīng)標準養(yǎng)護28d，測其抗彎拉強度，選定既滿足設計要求，又節(jié)約水泥的配合比為試驗室配合比。③施工配合比的換算

根據(jù)現(xiàn)場砂石的含水量將試驗室配合比換算為施工配合比。路面水泥混凝土配合比設計方法例題《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》（JTGF30-2003）

1、確定混凝土的配制強度fcf,o

式中：fcf,k-混凝土抗折強度標準值（MPa）；cv-混凝土抗折強度變異系數(shù)；t-保證率系數(shù)；s-混凝土抗折強度的標準差（MPa）

2、計算水灰比W/CW/C=1.5684/(fcf,o+1.0079-0.3595fce,f)=0.44查T3-27，（W/C）max=0.44,耐久性合格，取（W/C）=0.44。3.Mx=2.64，在2.5~2.8之間，Sp=32%~36%,取Sp=34%4.計算水的用量W=104.97+0.309SL+11.27*C/W+0.61Sp=104.97+0.309*40+11.27/0.44+0.61*34=164Kg/m3,5、計算單位水泥用量