路面混凝土強(qiáng)度影響要素

路面混凝土強(qiáng)度影響要素一、原材料對(duì)彎拉強(qiáng)度的影響構(gòu)成道路混凝土的原材料，大致與一般混凝土一樣，其主要成分為水泥、粗細(xì)集料。由于路面混凝土的一些特殊性質(zhì)，原料對(duì)一般混凝土的性能影響較小，但對(duì)路面混凝土的影響較大。1、水泥的影響水泥作為混凝土膠凝材料其質(zhì)量的好壞在很大程度上決定了混凝土性能的優(yōu)劣。（1）水泥品種：由于不同水泥的組成、用量和用量等因素對(duì)其抗彎強(qiáng)度的影響也不盡相同，所以對(duì)水泥的強(qiáng)度、安定性、凝固時(shí)間等主要指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行了檢測(cè)，并對(duì)其在進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后的每批水泥進(jìn)行了化學(xué)成分檢測(cè)。水泥的主要成份有硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣、高爐渣、窯灰、粉煤灰、煤矸石、火山灰、粘土等。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，特別規(guī)定了鋁酸鈣、鐵鋁酸四鈣和外加劑的類(lèi)型，以確保其抗彎強(qiáng)度。鋁酸三鈣因其水化率高、收縮率大，故其用量不宜太高，且用量要嚴(yán)格控制，對(duì)重流量不能超過(guò)7%而鐵、鋁酸四鈣的后期強(qiáng)度增加，易碎，增加可有助于水泥的彎曲強(qiáng)度，但不能低于15%，因?yàn)閾饺敫G灰、煤矸石、火山灰、粘土等材料的水泥收縮率高，膠結(jié)性差，因此，在路面混凝土中禁止摻燒窯灰、煤矸石、火山灰、粘土等。所以，在水泥路面工程中，必須選擇特殊的道路水泥，因?yàn)樘厥馑嗟慕M成和含量的控制都是為了提高混凝土的抗彎強(qiáng)度而特別制造的。對(duì)于特重、重的交通路面，應(yīng)選用旋窯式水泥。還可以使用旋窯和普通的硅酸鹽水泥。中、輕交通公路的路面應(yīng)選用普通的硅酸鹽水泥或礦渣型硅酸鹽水泥。在低溫條件下施工或需要快速通過(guò)的地區(qū)，可以選用R型水泥（早強(qiáng)膠），通常，由于R型水泥中含有大量的鋁酸鹽和收縮。（2）水泥等級(jí)：在道路混凝土配合比的設(shè)計(jì)中，一般采用42.5、52.5、62.5三種水泥級(jí)，對(duì)應(yīng)的膠砂抗折強(qiáng)度為6.5MPa、7MPa、7.5MPa。水灰比、水泥用量固定時(shí)，試件的抗彎強(qiáng)度隨水泥等級(jí)的增加而增大。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，應(yīng)選擇合適的水泥等級(jí)，避免水泥含量太高，會(huì)影響混凝土的均勻性和耐用性；另外，水泥等級(jí)太低，會(huì)造成收縮開(kāi)裂，從而對(duì)混凝土的抗彎強(qiáng)度產(chǎn)生不利的影響，而且水泥用量太大也不經(jīng)濟(jì)。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，水泥膠砂的抗折強(qiáng)度等級(jí)一般為同水灰比混凝土試配比的1.5～2.0倍，一般增加2MPa。綜合以上幾個(gè)方面，中、輕交通抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)一般為4.0～4.5MPa，對(duì)應(yīng)的配制強(qiáng)度一般為4.5～5.5MPa，宜選用42.5級(jí)（與原版525#水泥）；特重、重交通設(shè)計(jì)等級(jí)一般為5.0～5.5MPa，對(duì)應(yīng)的配制強(qiáng)度一般為5.5～6.5MPa，宜選用52.5級(jí)水泥（等同于國(guó)家625#水泥）。（3）水泥安定性：水泥的安定性對(duì)其抗彎強(qiáng)度的影響要比抗壓強(qiáng)度大，進(jìn)而對(duì)水泥的安定性有更高的要求。如果混凝土的安定性差，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮變形，使路面內(nèi)部產(chǎn)生更多的細(xì)裂縫，在連續(xù)荷載的作用下，路面中的裂縫會(huì)越來(lái)越大，從而產(chǎn)生斷裂，從而造成路面損壞。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，對(duì)水泥的穩(wěn)定性有較大的影響，尤其是對(duì)游離氧化鈣、氧化鎂、三氧化硫等進(jìn)行了嚴(yán)格的控制。重型運(yùn)輸混凝土中的氧化鈣、氧化鎂、三氧化硫的用量不得超過(guò)1.0%，不得超過(guò)5.0%不得超過(guò)3.5%。2、粗集料對(duì)抗折強(qiáng)度的影響（1）粗集料品種：與一般的混凝土一樣，用于路面的粗集料一般是鵝卵石和礫石。與碎石相比，卵石混凝土拌合劑和易性優(yōu)于碎石，在水灰比下，其單位水、水泥用量和用量都要小，但其抗折強(qiáng)度卻很低。結(jié)果表明，與卵石混凝土相比，碎石混凝土的抗彎強(qiáng)度提高約30%。這是由于鵝卵石的表面光潔，與砂巖的結(jié)合面比砂巖和砂巖的結(jié)合強(qiáng)度要低，從而成為混凝土中最脆弱的一種。通過(guò)對(duì)混凝土的折斷，可以看到，從灰泥中“干凈”地分離出了卵石，而在其表面上，很少出現(xiàn)粘合的灰泥，所以，在使用高抗折強(qiáng)度等級(jí)5.0MPa）的路面混凝土?xí)r，不能使用鵝卵石，否則其強(qiáng)度保證率就會(huì)降低。（2）強(qiáng)度：在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，碎石必須具備一定的強(qiáng)度?？梢愿鶕?jù)巖石的壓縮強(qiáng)度和破碎值來(lái)確定其強(qiáng)度。一般認(rèn)為，粗骨料的抗壓強(qiáng)度應(yīng)該不低于水泥路面的抗折強(qiáng)度的1.5倍。在高速公路、一級(jí)公路中，最低抗壓強(qiáng)度為5.5的混凝土，其抗壓強(qiáng)度必須大于40MPa，而粗集料的抗壓強(qiáng)度必須在60MPa以下，而在60MPa以下，則難以滿足要求。壓碎值是粗集料強(qiáng)度的一個(gè)間接指標(biāo)，如果集料中的纖維含量過(guò)高，那么其強(qiáng)度和壓碎值就會(huì)降低?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》規(guī)定了高速公路、一級(jí)、二級(jí)公路和三級(jí)公路的三、四級(jí)公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路和具有抗（鹽）凍要求的三、四級(jí)公路的粗集料，其碎石的破碎率不得超過(guò)15%，而鵝卵石的含量不能達(dá)到14%。選擇具有較少針片含量的粗集料，以控制壓碎率。（3）最大粒徑：粗骨料的最大粒度對(duì)混凝土的攪拌性能有很大的影響，隨著顆粒尺寸的增加，混合料容易產(chǎn)生分散性，在鋪裝過(guò)程中容易發(fā)生塌方，對(duì)攤鋪機(jī)布匹的攤鋪造成不利的影響。同時(shí)，隨著顆粒尺寸的增加，其與灰泥之間的結(jié)合強(qiáng)度逐漸減小，而其彎曲強(qiáng)度也隨之減小。結(jié)果表明：76mm骨料的結(jié)合強(qiáng)度只有13mm骨料的1/10。結(jié)果表明：在相同的水泥比例下，隨著最大顆粒直徑的增加，混凝土的抗彎強(qiáng)度逐漸減小，最大顆粒直徑由20mm增加到63mm，抗折強(qiáng)度下降約30%。降低粗骨料的最大粒徑可以促進(jìn)混凝土的抗彎強(qiáng)度，但太小則會(huì)增加其表面的比表面積，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致混凝土的干燥收縮。從混凝土的質(zhì)量和造價(jià)兩個(gè)角度來(lái)看，一般的碎石最大公稱顆粒直徑不應(yīng)該超過(guò)31.5毫米，而鵝卵石的最大顆粒直徑不應(yīng)該超過(guò)19.0毫米，而在滑模攤鋪中，以26.5毫米的碎石和16毫米的鵝卵石作為比較理想的選擇。（4）級(jí)配：粗集料的級(jí)配對(duì)混凝土的抗彎承載力有較大的影響。①級(jí)配條件好，粗集料的堆積密度大，集料間隙小，需充填孔隙的漿體數(shù)量少，在同等數(shù)量的情況下，可使混凝土攪拌材料的工作性能、密實(shí)度得到改善，從而改善混凝土的抗彎強(qiáng)度。在公路砼配合比設(shè)計(jì)中，粗骨料的體積填充率應(yīng)大于70%。②級(jí)配的優(yōu)劣，可使粗骨料在水泥砂漿中的結(jié)合作用下，彼此間的機(jī)械咬合力更大，對(duì)混凝土的彎曲強(qiáng)度有很大的促進(jìn)作用。結(jié)果表明：在相同的水泥比下，單粒級(jí)配碎石混凝土的抗折強(qiáng)度低于連續(xù)級(jí)配的碎石混凝土。在沒(méi)有連續(xù)級(jí)配的情況下，采用單一顆粒粗集料作為路面混凝土的方法是不合適的。（5）含土泥量：結(jié)果表明：粗骨料中的土對(duì)混凝土的抗彎承載力和縮量均有顯著的影響，其抗折強(qiáng)度隨含土量的增大呈線性下降趨勢(shì)，干縮率呈直線上升趨勢(shì)。因此，應(yīng)從降低收縮、提高抗彎強(qiáng)度等方面對(duì)土壤含水量進(jìn)行嚴(yán)格的控制?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》中，一級(jí)碎石的含泥量小于0.5%，二級(jí)碎石質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%。3、細(xì)集料砂的細(xì)度模數(shù)的影響結(jié)果表明：砂粒越粗，其抗彎強(qiáng)度就越小，砂粒越粗，砂粒對(duì)其承載能力的貢獻(xiàn)越大；而砂粒越粗，則越容易導(dǎo)致混凝土拌合體的抗彎承載力；由于使用的砂粒較細(xì)，單位體積、單位耗水量及水泥用量都較大，導(dǎo)致混凝土的干縮率較高，從而對(duì)混凝土的抗折強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。因此，細(xì)骨料的選擇要綜合考慮級(jí)配和細(xì)度模數(shù)，最好是II級(jí)配的中砂，細(xì)度模數(shù)在2.2～3.0范圍內(nèi)，細(xì)度模數(shù)最好是2.6。二、配合比參數(shù)對(duì)抗折強(qiáng)度的影響混凝土的抗彎強(qiáng)度除了受原材料性質(zhì)的影響之外，還受到配合比設(shè)計(jì)是否合理的影響。水泥的單位水泥用量、水灰比、單位用水量、砂率、含氣量等是設(shè)計(jì)配合比的重要內(nèi)容。1、單位水泥用量對(duì)抗折強(qiáng)度的影響試驗(yàn)結(jié)果顯示，水泥的單位水泥用量從250kg/m3

增加到400kg/m3

，隨著水泥用量的增加，其抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度都有較大的提高。當(dāng)水泥用量增加100kg/m3

時(shí)，其抗壓強(qiáng)度可提高約35%，而碎石料的抗彎強(qiáng)度僅提高約12%，而卵石的抗折強(qiáng)度僅提高5%，因此僅增加水泥的摻入量來(lái)提高抗折強(qiáng)度是不可行的。2、水灰比對(duì)抗折強(qiáng)度的影響水泥混合料的水灰比是水泥混合料中的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)混凝土的強(qiáng)度有很大的影響。在相同的摻入量下，試樣的抗折強(qiáng)度隨水灰比的增大而逐漸降低，而抗壓強(qiáng)度則迅速下降（升高），碎石混凝土水灰比從0.5降至0.4時(shí)僅提高12%，而壓縮強(qiáng)度提高約30%。為了確?；炷恋母邚?qiáng)和耐用性，水灰比不宜太大，一般特重、重型交通運(yùn)輸?shù)乃冶炔坏贸^(guò)0.46、中、輕交通水灰比不得超過(guò)0.48。所以，在單一的單摻水泥增加抗折強(qiáng)度的情況下，若不降低水灰比，其作用就會(huì)受到限制；而必須通過(guò)增加單位水泥和減少水灰比來(lái)達(dá)到顯著的改善。3、單位用水量的影響在水泥用量固定時(shí)，增加單位用水量等于增加水灰比而導(dǎo)致強(qiáng)度降低，當(dāng)單位用水量增加時(shí)，出現(xiàn)嚴(yán)重的滲水和離析。總體上，單位水的抗折強(qiáng)度和抗磨性能的影響要大于水灰比和單位水泥的用量?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》中明確指出，在鋪筑碎石混凝土?xí)r，采用滑模攤鋪方式，最大耗水量不超過(guò)160kg/m3

，而軌道式攤鋪機(jī)不超過(guò)156kg/m3

，小型機(jī)具不超過(guò)150kg/m3

。4、砂率砂量的大小直接影響混凝土拌合劑的工作性能，并對(duì)其抗彎強(qiáng)度產(chǎn)生一定的影響。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)砂體的抗折強(qiáng)度隨著含砂率的增加而增加，表明存在一個(gè)最優(yōu)的砂率值，當(dāng)水灰比從0.40到0.50的時(shí)候，砂率從32%到34%。隨著砂量的增加，抗折強(qiáng)度呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)。①在低含砂量（例如28%～30%）時(shí)，由于混凝土拌合物中存在大量的空隙導(dǎo)致了混凝土中存在大量的孔隙，從而導(dǎo)致了混凝土的抗折強(qiáng)度降低。②當(dāng)含砂量太高（36%）時(shí)，混凝土的抗彎強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生以下三種負(fù)面效應(yīng)：一是細(xì)骨料的總表面積過(guò)大，所需的潤(rùn)濕水也會(huì)增加；二是細(xì)骨料的表觀面積過(guò)大，所需的水份也會(huì)隨之增加，反之，在一定的單位水量下，膠漿會(huì)變得干燥、粘性、流動(dòng)性明顯下降，與易性不佳，不易振實(shí)，混凝土成型后，會(huì)在混凝土中產(chǎn)生大量的孔隙和孔隙，影響混凝土的抗折性；二是細(xì)集料的增加，會(huì)使混凝土中的粗集料產(chǎn)生較大的機(jī)械咬合，使混凝土的抗折性降低。根據(jù)不同的石料顆粒大小和粗細(xì)，最優(yōu)的沙率也會(huì)隨之改變。對(duì)于水灰比，在0.40～0.50范圍內(nèi)，以中砂為主的路面混凝土，其砂量以32%～34%為佳，以卵石混凝土的含砂量為2%～3%。三、施工環(huán)保安全措施1、環(huán)境保護(hù)技術(shù)組織措施1）制定本項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)計(jì)劃，嚴(yán)格施工管理，創(chuàng)標(biāo)準(zhǔn)化施工現(xiàn)場(chǎng)。施工前做到全員教育，全面規(guī)劃，合理布局，為當(dāng)?shù)鼐用駝?chuàng)造和保持一個(gè)清潔適宜的生活和生產(chǎn)環(huán)境。2）現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門(mén)經(jīng)常聯(lián)系，針對(duì)工程特點(diǎn)，對(duì)工區(qū)提出施工過(guò)程中環(huán)保要求，定期進(jìn)行環(huán)保檢查，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題逐一落實(shí)解決。3）加強(qiáng)施工人員環(huán)保意識(shí)培訓(xùn)教育，營(yíng)造綠色，保障健康。施工過(guò)程中把減少環(huán)境污染作為一種責(zé)任牢記于心，并相互監(jiān)督，學(xué)會(huì)識(shí)別影響環(huán)境的因素，影響環(huán)境的因素一般包括噪音、粉塵、廢氣、廢油、遺撒、易燃易爆物品、火災(zāi)、光污染、化學(xué)制品遺漏、有毒氣體排放、固體廢棄物、生產(chǎn)生活產(chǎn)生的垃圾、污水、節(jié)水節(jié)電等，杜絕不良行為，維護(hù)環(huán)境安全。2、防止大氣污染措施1）現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)道路采用石渣路面，并注意及時(shí)灑水，防止道路揚(yáng)塵。對(duì)學(xué)校、醫(yī)院、居民集中區(qū)等敏感地點(diǎn)。2）水泥等粉細(xì)散裝材料，采取罐裝，卸運(yùn)時(shí)采取必要措施，減少揚(yáng)塵。3）施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置攪拌設(shè)備時(shí)，安設(shè)除塵裝置。4）施工現(xiàn)場(chǎng)使用的鍋爐、灶具其煙塵排放要滿足環(huán)保要求，煙塵排放黑度應(yīng)在林格曼Ⅰ級(jí)以下。5）施工垃圾及時(shí)清運(yùn)，適量灑水，減少揚(yáng)塵。3、防止水質(zhì)污染措施1）凡需進(jìn)行混凝土、砂漿等攪拌作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)，必須設(shè)置沉淀池，使清洗機(jī)械和混凝土輸送泵、管的廢水經(jīng)過(guò)沉淀后，方可排入污水管線，亦可回收用于灑水降塵。2）凡施工作業(yè)產(chǎn)生的污水，必須控制污水流向，防止蔓延，并在合理的位置設(shè)置沉淀池，經(jīng)沉淀后方可排入污水管線。3）現(xiàn)場(chǎng)存放油料的庫(kù)房，必須進(jìn)行防滲處理，儲(chǔ)存和使用都要采取措施，防止跑、冒、滴、漏，污染水源。4）施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)食堂，應(yīng)設(shè)置簡(jiǎn)易有效的隔油池，并定期掏油，防止污染。5）施工過(guò)程中嚴(yán)禁將含有污染的物質(zhì)或可見(jiàn)懸浮物的水排入河渠、水道。所有機(jī)械廢油回收利用或妥善處理，嚴(yán)禁隨意潑倒。6）項(xiàng)目駐地設(shè)置化糞池，并對(duì)其進(jìn)行定期的清理。4、施工中降低噪音措施