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淺析水泥砼路面抗折強度的影響因素

09-03 13:01:06  瀏覽次數:245次  欄目:交通工程
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  水泥砼路面由于直接受車輛荷載的重復作用及環境因素(如溫度、濕度)的影響,因而對砼板要求具有較高的抗折強度、耐久性、耐磨性和抗滑性。其中抗折強度是砼路面的一項重要控制指標,其大小是否滿足設計要求,將直接影響到路面的整體質量及使用壽命。要滿足上述要求,很大程度上取決于原材料的品質、混合料組成以及現場的施工控制。所以,在工程上必須砼的路用要求,分析影響其強度的因素,從而選擇合格材料,科學設計,合理施工,以滿足水泥砼路面的各項指標要求。

  下面主要從原材料品質、砼配合比組成設計及施工等方面入手,結合實際,簡要分析水泥砼抗折強度的影響因素。

  一、原材料品質對水泥砼路面抗折強度的影響

  (一)水泥質量及用量對砼強度的影響

  1. 水泥質量好壞將直接影響砼的強度及其拌和物的性質。這主要取決于水泥本身的技術性質,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度高,收縮性、抗磨性、耐久性好以及彈性模量低等技術性質。

  2. 水泥用量對砼強度的影響。用量太小很難滿足砼強度、耐久性、耐磨性等要求;用量過大,雖然能滿足強度要求,但砼中水化熱大,收縮亦大,容易因收縮而產生開裂。因而水泥用量應滿足最小水泥用量要求,但也應控制最大水泥用量。

  3. 水泥品種及標號的選用。一般應采取強度高、干縮性小,抗磨性與耐久性好的水泥。其品種及標號的選用必須根據公路等級、工期、鋪筑時間、方法及經濟性等因素綜合考慮選定。通常建議水泥標號:特重、重交通不小于52.5#、其他不小于42.5#。

  (二)粗、細集料對砼強度的影響

  1. 粗集料(碎石)對砼強度的影響。粗集料應質地堅硬、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度,良好的抗滑、耐磨、耐久性。因此,其各項指標應符合有關技術標準要求,如針片狀顆粒含量、含泥量、壓碎值指標、顆粒級配等。尤其是顆粒級配,級配好,既節約水泥,又提高強度;級配不合理,不僅浪費水泥,而且很難達到強度要求。

  2. 細集料(砂)對砼強度的影響。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、硬化后強度、耐久性的要求,同時又達到節約水泥的目的。其級配要求應與相應的粗集料一并考慮,級配不良,則很難配制良好的混合料。所以,細集料不僅應潔凈,質地堅硬、耐久,而且其各項指標應滿足規范要求。

  (三)水質與用量對砼強度的影響

  水質較差的水,因含有油、酸、鹽類、有機質等化學物質,從而對路面砼產生不良影響。因此對不符合相關指標要求的水不宜作為路面砼用水。

  另外,水的用量大小,對砼強度也有很大影響,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,但很難保證砼強度;水用量偏小,砼和易性差,雖強度容易保證,到施工難度增大。因此,砼配合比設計中,尤其是路面砼一定要控制水灰比的大小。

  (四)外加劑對砼強度的影響

  外加劑選用得當,可在一定程度上改善路面砼的技術性質,如工作性、抗凍、抗磨等性能,從而提高砼強度。對于未使用過的外加劑,應在充分調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,以免產生不良影響。

  二、組成設計對水泥砼路面抗折強度的影響

  原材料的選用固然重要,但能否科學合理地對路面砼配合比進行設計,也是影響路面砼抗折強度的一個重要因素。眾所周知,水泥砼路面板厚度計算,強度評定是以抗折強度(彎拉強度)為依據的,因而砼配合比設計應根據設計抗折強度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和經濟合理的原則選用原材料,材料通過試驗和必要的調整后,確定砼單位體積中各種組成材料的用量。一個砼配合比設計合理與否,其關鍵取決于水灰比、單位用水量、砂率三個參數的確定。

  (一)水灰比(W/C)對路面砼強度的影響

  這是路面砼配合比設計的一個關鍵參數,選用得當與否,直接影響路面砼的強度。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;冰凍地區冬季施工不大于0.45。

  (二)單位用水量對路面砼強度的影響

  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,均不利于路面砼強度的正常增長。因此,Wo選用要適中。

  (三)砂率對路面砼強度的影響

  砂率是指細集料(砂)占粗、細集料總量的百分比。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度;砂率太小,粗集料相應增多,細集料相對減少,雖能形成骨架,但難以使砼呈密實狀態,勢必降低砼強度。因此,砂率選用應適當(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度的影響

  (一)拌和條件中對砼強度的影響

  主要包括拌和設備、拌和環境、拌和工藝等。設備、環境、工藝的不同,所拌砼質量也不同。尤其是拌和時間、溫度對砼強度影響甚大。所以砼質量要穩定,強度要保證,必須改善拌和條件,嚴格控制拌和時間,力求拌和均勻。

  (二)運輸條件對砼強度的影響

  運輸時間不宜過長,以避免砼過早凝結硬化,影響施工。一般可根據水泥初凝時間及施工氣候確定。

  (三)砼澆注中,振搗是否充分也直接影響到砼強度的形成

  所以砼攤鋪后應及時振搗,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合作業,以提高砼的密實度及強度。

  (四)施工工藝對路面砼強度的影響

  例如采用真空吸水工藝可降低水灰比,提高砼在凝結硬化前表層結合強度。因此,采用新工藝、新方法進行輔助施工,能在一定程度上提高路面砼的強度。

  (五)養生條件對路面砼的影響

  包括養生方法、濕度、溫度等。實踐證明,砼養生是否充分,影響砼強度的增長。因此,必須重視路面砼的養生。通常可采用濕砂、濕麻袋進行養生,一般不少于7天保持路面濕潤狀態,以后每天須適當灑水。這樣可以保持路面砼強度得到正常持續增長。

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