簡析水泥混凝土路面配合比設(shè)計重要性

陳紀淼

【摘要】水泥混凝土路面因受車輛荷載的沖擊摩擦和反復(fù)彎曲等作用,同時還受溫度、濕度反復(fù)變化的影響,因此路面應(yīng)具有較高的抗彎拉強度、良好的耐磨性能和盡可能小的脹縮性。這就要有良好配合比設(shè)計,才能達到這樣的要求,本文通過闡述混凝土組成材料對路面質(zhì)量的影響,了解水泥混凝土路面配合比設(shè)計重要性。

【關(guān)鍵詞】 混凝土 組成材料 配合比重要性

一、前言

隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的進一步實施,我省經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,特別是公路建設(shè)得到了迅猛發(fā)展,尤其水泥混凝土路面發(fā)展迅速。盡管水泥混凝土路面一次性投資大,但它具有高強耐磨、耐久、養(yǎng)護費用低、使用壽命長、車行速度高等優(yōu)點,使混凝土路面近幾年來發(fā)展很快,特別是大交通量的公路和城市道路,通村公路等更多地采用水泥混凝土路面。

水泥混凝土路面因受車輛荷載的沖擊摩擦和反復(fù)彎曲等作用,同時還受溫度、濕度反復(fù)變化的影響,因此路面應(yīng)具有較高的抗彎拉強度、良好的耐磨性能和盡可能小的脹縮性。而影響上述性能的因素是多方面的,有原材料性能的波動、混凝土養(yǎng)護的好壞、施工工藝的優(yōu)劣、施工管理水平及施工溫度、濕度的影響等,

二、混凝土原材料對路面質(zhì)量影響

1.水泥

混凝土路面的性能在很大程度上取決于水泥的性能,水泥根據(jù)礦物組成的不同而有許多種類,因此應(yīng)選用安定性合格、強度高、干縮小、耐磨和抗凍較好的水泥。就品種而言,應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥,水泥的標號應(yīng)根據(jù)道路等級、強度要求選用。水泥用量的多少直接影響混凝土質(zhì)量,水泥過多過少都不利于混凝土質(zhì)量,因此配合比設(shè)計的第一個重點就是水泥用量的確定。

2.細集料

細集料對混凝土的強度及混凝土路面的耐磨性有較大的影響。如壓槽、拉槽、刻槽等都是通過表面層形成的線狀槽來實現(xiàn)的。如果砂子的耐磨性差,與水泥膠結(jié)能力不好,路面的耐磨性和耐久性就會變差。據(jù)資料介紹,當砂中石英含量大于三分之一時,路面的耐磨性能明顯增強。其次是砂子的顆粒級配及粗細程度。砂子的顆粒級配表示大小顆粒砂的搭配情況,混凝土或砂漿中砂的空隙是由水泥來填充的,為達到節(jié)約水泥、提高強度和耐久性,應(yīng)盡量減少砂粒之間的空隙。良好的級配應(yīng)有較多的粗顆粒,同時配有適當?shù)闹蓄w粒及少量細顆粒填充其空隙。

3.粗集料

粗集料是混凝土的主要組成部分,也是影響強度的重要因素之一。粗集料對強度的影響取決于集料的表面特征、顆粒級配及其力學性能。

(1)顆粒級配。石子級配好壞對節(jié)約水泥和保證混凝土具有良好的和易性有很大關(guān)系。粗集料應(yīng)具有較好的顆粒間的搭配,以減少空隙率,增強混凝土密實性。粗集料的顆粒級配采用篩分法測定,連續(xù)級配石子顆粒呈連續(xù)性,用連續(xù)級配的集料配制的混凝土混合料,其和易性較好,不易發(fā)生分層離析現(xiàn)象。

(2)強度。為保證混凝土的強度要求,粗集料都必須是質(zhì)地致密、具有足夠的強度。當混凝土受荷后,在集料與砂漿界面處產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。當界面有保障時,集料顆粒所受的應(yīng)力要比砂漿大,如果集料強度不高,混凝土可能因集料的破壞而破壞;另一方面,如果集料強度過高,會使界面拉應(yīng)力增大,從而降低粘結(jié)強度,因此集料的強度與界面粘結(jié)強度的優(yōu)化匹配對提高混凝土強度具有實際意義。一般集料強度是混凝土強度的2- 3倍比較合適。

(3)表面特征。粗集料的粒形、表面結(jié)構(gòu)主要影響集料與砂漿的界面粘結(jié)強度,從而影響混凝土的強度。石子粒徑大,其表面積隨之減少,因此保證一定厚度的潤滑層所需的水泥砂漿的數(shù)量也相應(yīng)減少,所以石子最大粒徑在條件許可下,應(yīng)盡量選用大些的。但在一定條件下增加粗集料的最大粒徑, 因泌水、振搗不實的薄弱面的增加而降低混凝土強度。但從耐久性、抗磨性及經(jīng)濟的角度考慮,集料粒徑又不宜過小,一般在30- 40mm之間較為合適。

三、混凝土配合比對路面質(zhì)量的重要性

混凝土配合比除了要滿足強度要求外,還要考慮預(yù)防早期裂縫的發(fā)生。常見的有塑性裂縫、膨脹裂縫等。這些裂縫對路面的危害極大,輕者降低路面強度及耐久性,重者導(dǎo)致板體破壞。

塑性收縮裂縫與季節(jié)、氣溫、濕度、運距等有關(guān)。新鋪筑的混凝土路面,當單位用水量過大時,將發(fā)生集料與水分離的現(xiàn)象。集料下沉,水上浮。造成表面泌水,在不采用真空吸水或復(fù)振工藝時,最終在路面表面形成裂縫,嚴重時路面脫皮。預(yù)防措施是選用泌水適當?shù)呐浜媳?一般在測坍落度時,坍落度桶周圍基本不泌水為宜。塑性收縮裂縫主要由于泌水量過少而引起的,當然也可能由于急劇干燥而引起,因此路面混凝土并不是泌水越小越好。適當增加泌水量,使路面表面有足夠的供水泥水化的水,同時要重視混凝土的初期養(yǎng)生?；炷帘砻姹仨氂姓谏w物以防水分過快蒸發(fā)。

膨脹裂縫是由于水化過程中釋放出大量的熱能,使混凝土內(nèi)部溫度升高,而板面溫度散熱較快,這樣形成較大的內(nèi)外溫差,當溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉應(yīng)力時,便產(chǎn)生裂縫。預(yù)防辦法是優(yōu)先選用水熱化低的水泥,降低入模溫度,采取蓄水法和覆蓋法進行降溫。

四、結(jié)語

綜上所述,隨著我國公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,水泥混凝土路面修筑里程的增加和對質(zhì)量要求的提高,對混凝土路面的認識也在加深,對于路面混凝土配合比的設(shè)計我們將會不斷積累新的經(jīng)驗,強化對混凝土原材料的篩選,深刻認識混凝土原材料與配合比對水泥混凝土路面質(zhì)量的重要性,把這些經(jīng)驗認識應(yīng)用于公路工程實踐中,不斷提高路面質(zhì)量。

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