工程實(shí)務(wù):淺析水泥砼路面抗折強(qiáng)度的影響因素

　　水泥砼路面由于直接受車(chē)輛荷載的重復(fù)作用及環(huán)境因素(如溫度、濕度)的影響，因而對(duì)砼板要求具有較高的抗折強(qiáng)度、耐久性、耐磨性和抗滑性。其中抗折強(qiáng)度是砼路面的一項(xiàng)重要控制指標(biāo)，其大小是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，將直接影響到路面的整體質(zhì)量及使用壽命。要滿(mǎn)足上述要求，很大程度上取決于原材料的品質(zhì)、混合料組成以及現(xiàn)場(chǎng)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(qiáng)度的因素，從而選擇合格材料，科學(xué)設(shè)計(jì)，合理施工，以滿(mǎn)足水泥砼路面的各項(xiàng)指標(biāo)要求。

　　下面主要從原材料品質(zhì)、砼配合比組成設(shè)計(jì)及施工等方面入手，結(jié)合實(shí)際，簡(jiǎn)要分析水泥砼抗折強(qiáng)度的影響因素。

　　一、原材料品質(zhì)對(duì)水泥砼路面抗折強(qiáng)度的影響

　　(一)水泥質(zhì)量及用量對(duì)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(kāi)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(duì)砼強(qiáng)度的影響。用量太小很難滿(mǎn)足砼強(qiáng)度、耐久性、耐磨性等要求;用量過(guò)大，雖然能滿(mǎn)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(kāi)裂。因而水泥用量應(yīng)滿(mǎn)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(hào)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(hào)的選用必須根據(jù)公路等級(jí)、工期、鋪筑時(shí)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(hào)：特重、重交通不小于52.5#、其他不小于42.5#。

　　(二)粗、細(xì)集料對(duì)砼強(qiáng)度的影響

　　1. 粗集料(碎石)對(duì)砼強(qiáng)度的影響。粗集料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久潔凈，符合一定的級(jí)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(xiàng)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(jí)配等。尤其是顆粒級(jí)配，級(jí)配好，既節(jié)約水泥，又提高強(qiáng)度;級(jí)配不合理，不僅浪費(fèi)水泥，而且很難達(dá)到強(qiáng)度要求。

　　2. 細(xì)集料(砂)對(duì)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(mǎn)足新拌砼工作性、硬化后強(qiáng)度、耐久性的要求，同時(shí)又達(dá)到節(jié)約水泥的目的。其級(jí)配要求應(yīng)與相應(yīng)的粗集料一并考慮，級(jí)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(jiān)硬、耐久，而且其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范要求。

　　(三)水質(zhì)與用量對(duì)砼強(qiáng)度的影響

　　水質(zhì)較差的水，因含有油、酸、鹽類(lèi)、有機(jī)質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)，從而對(duì)路面砼產(chǎn)生不良影響。因此對(duì)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(duì)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(shì)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(jì)中，尤其是路面砼一定要控制水灰比的大小。

　　(四)外加劑對(duì)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(duì)于未使用過(guò)的外加劑，應(yīng)在充分調(diào)查試驗(yàn)和實(shí)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(huì)改變砼對(duì)制備工藝的要求，因而在實(shí)際使用時(shí)，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(jì)對(duì)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(duì)路面砼配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，也是影響路面砼抗折強(qiáng)度的一個(gè)重要因素。眾所周知，水泥砼路面板厚度計(jì)算，強(qiáng)度評(píng)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(jì)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)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(guò)試驗(yàn)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(gè)砼配合比設(shè)計(jì)合理與否，其關(guān)鍵取決于水灰比、單位用水量、砂率三個(gè)參數(shù)的確定。

　　(一)水灰比(W/C)對(duì)路面砼強(qiáng)度的影響

　　這是路面砼配合比設(shè)計(jì)的一個(gè)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(dòng)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(mǎn)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。

　　(二)單位用水量對(duì)路面砼強(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(fèi)，坍落度也隨之增大;Wo太小，水泥用量相對(duì)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(zhǎng)。因此，Wo選用要適中。

　　(三)砂率對(duì)路面砼強(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(duì)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(duì)減少，雖能形成骨架，但難以使砼呈密實(shí)狀態(tài)，勢(shì)必降低砼強(qiáng)度。因此，砂率選用應(yīng)適當(dāng)(對(duì)于路面一般以不大于32%為宜)

　　三、施工因素對(duì)水泥砼路面抗折強(qiáng)度的影響

　　(一)拌和條件中對(duì)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(shí)間、溫度對(duì)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(shí)間，力求拌和均勻。

　　(二)運(yùn)輸條件對(duì)砼強(qiáng)度的影響

　　運(yùn)輸時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以避免砼過(guò)早凝結(jié)硬化，影響施工。一般可根據(jù)水泥初凝時(shí)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(qiáng)度的形成

　　所以砼攤鋪后應(yīng)及時(shí)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(shí)度及強(qiáng)度。

　　(四)施工工藝對(duì)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。

　　(五)養(yǎng)生條件對(duì)路面砼的影響

　　包括養(yǎng)生方法、濕度、溫度等。實(shí)踐證明，砼養(yǎng)生是否充分，影響砼強(qiáng)度的增長(zhǎng)。因此，必須重視路面砼的養(yǎng)生。通?？刹捎脻裆啊衤榇M(jìn)行養(yǎng)生，一般不少于7天保持路面濕潤(rùn)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(zhǎng)。

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