淺析水泥砼路面抗折強(qiáng)度的影響因素
下面主要從原材料品質(zhì)、砼配合比組成設(shè)計及施工等方面入手,結(jié)合實際,簡要分析水泥砼抗折強(qiáng)度的影響因素。
一、原材料品質(zhì)對水泥砼路面抗折強(qiáng)度的影響
?。ㄒ唬┧噘|(zhì)量及用量對砼強(qiáng)度的影響
1. 水泥質(zhì)量好壞將直接影響砼的強(qiáng)度及其拌和物的性質(zhì)。這主要取決于水泥本身的技術(shù)性質(zhì),如鈣化速率、收縮開裂、磨耗性能等,因此,路面用水泥要求具有抗折強(qiáng)度高,收縮性、抗磨性、耐久性好以及彈性模量低等技術(shù)性質(zhì)。
2. 水泥用量對砼強(qiáng)度的影響。用量太小很難滿足砼強(qiáng)度、耐久性、耐磨性等要求;用量過大,雖然能滿足強(qiáng)度要求,但砼中水化熱大,收縮亦大,容易因收縮而產(chǎn)生開裂。因而水泥用量應(yīng)滿足最小水泥用量要求,但也應(yīng)控制最大水泥用量。
3. 水泥品種及標(biāo)號的選用。一般應(yīng)采取強(qiáng)度高、干縮性小,抗磨性與耐久性好的水泥。其品種及標(biāo)號的選用必須根據(jù)公路等級、工期、鋪筑時間、方法及經(jīng)濟(jì)性等因素綜合考慮選定。通常建議水泥標(biāo)號:特重、重交通不小于52.5#、其他不小于42.5#。
?。ǘ┐帧⒓?xì)集料對砼強(qiáng)度的影響
1. 粗集料(碎石)對砼強(qiáng)度的影響。粗集料應(yīng)質(zhì)地堅硬、耐久潔凈,符合一定的級配要求,才能保證砼路面具有足夠的強(qiáng)度,良好的抗滑、耐磨、耐久性。因此,其各項指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求,如針片狀顆粒含量、含泥量、壓碎值指標(biāo)、顆粒級配等。尤其是顆粒級配,級配好,既節(jié)約水泥,又提高強(qiáng)度;級配不合理,不僅浪費水泥,而且很難達(dá)到強(qiáng)度要求。
2. 細(xì)集料(砂)對砼強(qiáng)度的影響。路面用砂要求具有較高的密度和較小的比表面,以滿足新拌砼工作性、硬化后強(qiáng)度、耐久性的要求,同時又達(dá)到節(jié)約水泥的目的。其級配要求應(yīng)與相應(yīng)的粗集料一并考慮,級配不良,則很難配制良好的混合料。所以,細(xì)集料不僅應(yīng)潔凈,質(zhì)地堅硬、耐久,而且其各項指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求。
?。ㄈ┧|(zhì)與用量對砼強(qiáng)度的影響
水質(zhì)較差的水,因含有油、酸、鹽類、有機(jī)質(zhì)等化學(xué)物質(zhì),從而對路面砼產(chǎn)生不良影響。因此對不符合相關(guān)指標(biāo)要求的水不宜作為路面砼用水。
另外,水的用量大小,對砼強(qiáng)度也有很大影響,在水泥用量一定的條件下,水用量太大,水灰比(W/C)勢必增大,雖施工方便,但很難保證砼強(qiáng)度;水用量偏小,砼和易性差,雖強(qiáng)度容易保證,到施工難度增大。因此,砼配合比設(shè)計中,尤其是路面砼一定要控制水灰比的大小。
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(四)外加劑對砼強(qiáng)度的影響
外加劑選用得當(dāng),可在一定程度上改善路面砼的技術(shù)性質(zhì),如工作性、抗凍、抗磨等性能,從而提高砼強(qiáng)度。對于未使用過的外加劑,應(yīng)在充分調(diào)查試驗和實地試用后,方可決定選用的外加劑是否適用。另外,由于引用外加劑后常常會改變砼對制備工藝的要求,因而在實際使用時,要特別注意用量正確,拌和均勻,以免產(chǎn)生不良影響。
二、組成設(shè)計對水泥砼路面抗折強(qiáng)度的影響
原材料的選用固然重要,但能否科學(xué)合理地對路面砼配合比進(jìn)行設(shè)計,也是影響路面砼抗折強(qiáng)度的一個重要因素。眾所周知,水泥砼路面板厚度計算,強(qiáng)度評定是以抗折強(qiáng)度(彎拉強(qiáng)度)為依據(jù)的,因而砼配合比設(shè)計應(yīng)根據(jù)設(shè)計抗折強(qiáng)度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和經(jīng)濟(jì)合理的原則選用原材料,材料通過試驗和必要的調(diào)整后,確定砼單位體積中各種組成材料的用量。一個砼配合比設(shè)計合理與否,其關(guān)鍵取決于水灰比、單位用水量、砂率三個參數(shù)的確定。
?。ㄒ唬┧冶龋╓/C)對路面砼強(qiáng)度的影響
這是路面砼配合比設(shè)計的一個關(guān)鍵參數(shù),選用得當(dāng)與否,直接影響路面砼的強(qiáng)度。W/C太小,和易性差,難以控制施工;W/C太大,坍落度增大,砼有足夠的流動性,方便施工,但很難保證砼的強(qiáng)度。因此,W/C的選用必須滿足“不大于W/Cmax要求”:公路、城市道路和廠礦道路不大于0.46;冰凍地區(qū)冬季施工不大于0.45。
?。ǘ﹩挝挥盟繉β访骓艔?qiáng)度的影響
在水灰比一定的情況下,單位用水量的大小直接影響砼的工作性,尤其是坍落度。Wo太大,水泥用量增大,造成浪費,坍落度也隨之增大;Wo太小,水泥用量相對減少,難以保證最小水泥用量(路面一般不小于300Kg/m3),坍落度也隨之減小。這兩種情況,均不利于路面砼強(qiáng)度的正常增長。因此,Wo選用要適中。
?。ㄈ┥奥蕦β访骓艔?qiáng)度的影響
砂率是指細(xì)集料(砂)占粗、細(xì)集料總量的百分比。砂率太大,粗集料相對減小,難以起到骨架作用,影響砼路面的整體強(qiáng)度;砂率太小,粗集料相應(yīng)增多,細(xì)集料相對減少,雖能形成骨架,但難以使砼呈密實狀態(tài),勢必降低砼強(qiáng)度。因此,砂率選用應(yīng)適當(dāng)(對于路面一般以不大于32%為宜)
三、施工因素對水泥砼路面抗折強(qiáng)度的影響
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(一)拌和條件中對砼強(qiáng)度的影響
主要包括拌和設(shè)備、拌和環(huán)境、拌和工藝等。設(shè)備、環(huán)境、工藝的不同,所拌砼質(zhì)量也不同。尤其是拌和時間、溫度對砼強(qiáng)度影響甚大。所以砼質(zhì)量要穩(wěn)定,強(qiáng)度要保證,必須改善拌和條件,嚴(yán)格控制拌和時間,力求拌和均勻。
(二)運輸條件對砼強(qiáng)度的影響
運輸時間不宜過長,以避免砼過早凝結(jié)硬化,影響施工。一般可根據(jù)水泥初凝時間及施工氣候確定。
?。ㄈ╉艥沧⒅?,振搗是否充分也直接影響到砼強(qiáng)度的形成
所以砼攤鋪后應(yīng)及時振搗,力求充分。為提高振搗效果,可使用插入式和平板式振搗器聯(lián)合作業(yè),以提高砼的密實度及強(qiáng)度。
(四)施工工藝對路面砼強(qiáng)度的影響
例如采用真空吸水工藝可降低水灰比,提高砼在凝結(jié)硬化前表層結(jié)合強(qiáng)度。因此,采用新工藝、新方法進(jìn)行輔助施工,能在一定程度上提高路面砼的強(qiáng)度。
?。ㄎ澹B(yǎng)生條件對路面砼的影響
包括養(yǎng)生方法、濕度、溫度等。實踐證明,砼養(yǎng)生是否充分,影響砼強(qiáng)度的增長。因此,必須重視路面砼的養(yǎng)生。通常可采用濕砂、濕麻袋進(jìn)行養(yǎng)生,一般不少于7天保持路面濕潤狀態(tài),以后每天須適當(dāng)灑水。這樣可以保持路面砼強(qiáng)度得到正常持續(xù)增長。
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