【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 混凝土強(qiáng)度并不一定比用碎石混凝土低。覆蓋在集料表面的雜質(zhì)，如淤泥、粘土以及風(fēng)化物和腐植物會(huì)降低界面粘結(jié)強(qiáng)度，并影響水泥石的強(qiáng)度。集料形狀、表面結(jié)構(gòu)及潔凈程度對(duì)混凝土彎拉強(qiáng)度的影響要大于對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。粗集料的最大粒徑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度和彎拉強(qiáng)度均有影響，但影響程度有差別。在一定配比條件下，集料的最大粒徑過(guò)大，將減小與水泥漿接觸的總面積，界面強(qiáng)度降低，同時(shí)還會(huì)因振搗不密實(shí)而降低混凝土的強(qiáng)度。這種影響在水灰比較小時(shí)更為明顯，而且對(duì)混凝土彎拉強(qiáng)度的影響大于對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響。連續(xù)級(jí)配的優(yōu)點(diǎn)是所配制的混凝土較密實(shí)，具有優(yōu)良的工作性，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。間斷級(jí)配與之相比，配置相同強(qiáng)度混凝土所需的水泥量可少些，但易產(chǎn)生離析。拌制混凝土?xí)r，砂的顆粒級(jí)配與粗細(xì)程度應(yīng)同時(shí)考慮。當(dāng)砂中含有較多粗砂，并以適當(dāng)?shù)闹猩凹吧倭康募?xì)砂填充空隙時(shí)，砂的空隙率及總表面積均較小，是比較理想的級(jí)配，不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實(shí)性與強(qiáng)度。2．養(yǎng)護(hù)條件為了獲得質(zhì)量良好的混凝土，混凝土成型后必須在適宜的環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，目的是保證水泥水化過(guò)程的正常進(jìn)行。對(duì)于給定的混凝土，水泥的水化速度與程度、水化物結(jié)構(gòu)特征都取決于養(yǎng)護(hù)環(huán)境的溫度和濕度條件。（1） 養(yǎng)護(hù)溫度圖23反映混凝土在不同溫度水中養(yǎng)護(hù)時(shí)強(qiáng)度的發(fā)展規(guī)律，可以看出，混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度與混凝土強(qiáng)度發(fā)展有重要的關(guān)系。當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度較高時(shí)，可以增大水泥初期養(yǎng)護(hù)速度，混凝土早期強(qiáng)度也高。但早期養(yǎng)護(hù)溫度越高，混凝土后期強(qiáng)度增進(jìn)速率越小，這是由于急速的早期水化反應(yīng)，導(dǎo)致水泥水化物的不均勻分布。水化物稀少區(qū)域成為在水泥石中的薄弱點(diǎn)，而在水化物中稠密區(qū)域，水化物包裹水泥顆粒，將妨礙水泥顆粒的進(jìn)一步水化，從而減少水化物的數(shù)量。在相對(duì)較低的養(yǎng)護(hù)溫度下，水泥的水化反應(yīng)較為緩慢，使其水化物具有充分的擴(kuò)散的時(shí)間均勻地分布在水泥石中，導(dǎo)致混凝土后期強(qiáng)度提高。但如果混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度過(guò)低或降至冰點(diǎn)以下時(shí)，水泥水化反應(yīng)停止，致使混凝土的強(qiáng)度不再發(fā)展，并可能因冰凍作用使混凝土已獲得的強(qiáng)度受到損失。28 21 7 3 1 120 相對(duì)強(qiáng)度（%） 0 20 40 60 80 100 4℃ 21℃ 46℃ 14 齡期（d）圖23 混凝土強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)溫度的關(guān)系（2）養(yǎng)護(hù)濕度水是水泥水化反應(yīng)的必要成分，如果濕度不足，水泥水化反應(yīng)不能正常進(jìn)行，甚至停止，將嚴(yán)重降低混凝土強(qiáng)度，而且水泥石結(jié)構(gòu)疏松，形成干縮裂縫，影響混凝土的耐久性。在不同養(yǎng)護(hù)濕度條件下，混凝土的強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)圖24。在空氣中養(yǎng)生的混凝土，在所有齡期得到的強(qiáng)度值都較低。因此為了使混凝土正常硬化，在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)創(chuàng)造條件維持一定的潮濕環(huán)境，從而產(chǎn)生更多的水化產(chǎn)物使混凝土密實(shí)度增加。在夏季由于氣溫較高、水分蒸發(fā)較快，更應(yīng)特別注意養(yǎng)護(hù)。（3）齡期圖25反映了混凝土強(qiáng)度隨齡期增加而增長(zhǎng)的規(guī)律。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度與齡期之間有著較好的相關(guān)性，通常在對(duì)數(shù)坐標(biāo)上呈直線(xiàn)關(guān)系。在混凝土施工過(guò)程中，可根據(jù)混凝土的這種特性，由其早期強(qiáng)度，推算后期強(qiáng)度，當(dāng)混凝土早期強(qiáng)度不足時(shí)，可及時(shí)采取措施來(lái)保證混凝土的施工質(zhì)量并避免損失。0 4 6 8 10 12 2 20 40 60 80 100 120 4 3 2 1 相對(duì)強(qiáng)度（%） 齡期（月）圖24 混凝土強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)濕度的關(guān)系5年 60d 90d 4年 3年 2年 1年 180d 28d 100 250 200 0 相對(duì)強(qiáng)度（%） 5年 28d 4年 2年 1年 180d 90d 60d 0 100 200 250 相對(duì)強(qiáng)度（%） 圖25 混凝土強(qiáng)度隨時(shí)間的增長(zhǎng)（a）齡期為常數(shù)坐標(biāo)；（b）齡期為對(duì)數(shù)坐標(biāo)第三章 道路水泥混凝土的組成設(shè)計(jì)與配合比設(shè)計(jì)方法 道路水泥混凝土的組成設(shè)計(jì)由于路面混凝土直接承受車(chē)輛荷載的作用，其組成材料選擇、配合比設(shè)計(jì)均應(yīng)根據(jù)路面的交通等級(jí)確定。在《公路水泥混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D402002）中，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車(chē)道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)，將路面所承受的交通軸載分為4級(jí)，分級(jí)范圍見(jiàn)表31表31 水泥混凝土路面的交通分級(jí)交通等級(jí)特重交通重交通中交通輕交通設(shè)計(jì)車(chē)道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)2000100～20003～1003路面普通混凝土組成材料的技術(shù)要求如下：1．水泥品種與強(qiáng)度要求水泥是路面混凝土的重要組成材料，直接影響混凝土強(qiáng)度、早期干縮、溫度變形和抗磨性。冬季施工、有快凝要求的路段可采用R型早期水泥，一般情況宜采用普通型水泥。表32為（JTG D402002）對(duì)各級(jí)交通等級(jí)路面混凝土用水泥的強(qiáng)度要求。表 32 各交通等級(jí)路面水泥各齡期的強(qiáng)度要求交通等級(jí)特重交通重交通中、輕交通齡期（d）328328328抗壓強(qiáng)度（MPa）≥抗折強(qiáng)度（MPa）≥2．粉煤灰在路面混凝土中，可以摻用技術(shù)指標(biāo)符合規(guī)定的電收塵I、II級(jí)干排或磨細(xì)低鈣粉煤灰。III級(jí)粉煤灰需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)論證后，才可以用于路面混凝土中，不得使用高鈣粉煤灰。在濕粉煤灰中會(huì)有攪拌不開(kāi)的粉煤灰小塊，它與泥塊或高度風(fēng)化巖石集料一樣，會(huì)嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度，并使路面出現(xiàn)許多坑洞，影響道路行駛質(zhì)量和路面耐久性。所以在路面混凝土中，不得使用濕排或潮濕粉煤灰，嚴(yán)禁使用已經(jīng)結(jié)塊的濕排干粉煤灰。在該實(shí)驗(yàn)中不添加粉煤灰成分。3．粗集料（1）質(zhì)量要求粗集料應(yīng)使用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈的碎石。高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路以及有抗（鹽）凍要求的三、四級(jí)公路混凝土路面使用的粗集料技術(shù)等級(jí)不應(yīng)低于II級(jí)。沒(méi)有抗凍、鹽要求的三、四級(jí)公路路面及貧混凝土基層可使用III級(jí)粗集料。（2）最大粒徑與級(jí)配為了提高路面混凝土彎拉強(qiáng)度，防止混凝土拌合物離析，減少對(duì)攤鋪機(jī)的機(jī)械磨損，提高混凝土的抗凍性及耐磨性，集料的最大粒徑不宜過(guò)大。路面混凝土用粗集料最大公稱(chēng)粒徑的規(guī)定為： mm； mm； mm。 mm， mm。為了保證施工質(zhì)量，防止集料離析，路面混凝土中必須使用符合級(jí)配的粗集料。應(yīng)按照最大公稱(chēng)粒徑的不同，采用2～4個(gè)粒徑的集料進(jìn)行摻配，按要求合成符合的級(jí)配， mm的含量不得大于1%。4．細(xì)集料品種與質(zhì)量要求（1）細(xì)集料的品種和質(zhì)量要求細(xì)集料一般可采用天然砂、機(jī)制砂和混合砂。高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路以及有抗（鹽）凍要求的三級(jí)公路和四級(jí)公路混凝土路面應(yīng)使用不應(yīng)低于II級(jí)的細(xì)集料。沒(méi)有抗凍、鹽要求的三級(jí)公路和四級(jí)公路及貧混凝土基層可使用III級(jí)砂。若使用河沙，則適用在設(shè)計(jì)特種和重交通混凝土路面，并且砂的硅質(zhì)含量要高于25%。機(jī)制砂是由機(jī)械破碎、 mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖石、風(fēng)化巖石的顆粒。機(jī)制砂不宜使用抗磨性較差的泥巖、頁(yè)巖、板巖等水成巖類(lèi)作為母巖。在河砂資源緊缺的沿海地區(qū)，二級(jí)及二級(jí)以下的公路素混凝土路面和貧混凝土基層可使用淡化海砂。淡化海砂的質(zhì)量除了應(yīng)符合的規(guī)定外，還應(yīng)符合以下規(guī)定：179。；在淡化海砂與標(biāo)準(zhǔn)砂的對(duì)比中，對(duì)砂漿磨光值、混凝土凝結(jié)時(shí)間、耐磨性、彎拉強(qiáng)度等無(wú)不利影響；淡化海砂中碎貝殼等甲殼類(lèi)動(dòng)物殘留物含量不應(yīng)大于1%。（2）細(xì)集料的級(jí)配和細(xì)度細(xì)集料的顆粒組成應(yīng)符合表33中級(jí)配范圍要求。水泥混凝土路面在通車(chē)運(yùn)行1～2年后，水泥石將先被磨損，暴露的凸起物將是砂顆粒，這些凸起的砂顆粒為提供了足夠的抗滑。當(dāng)使用的砂過(guò)細(xì)時(shí)，表面水泥漿先被磨損后，細(xì)砂不能提供足夠的橫向力系數(shù)和抗滑力，這樣會(huì)影響路面的安全性，所以不能將過(guò)細(xì)的砂用在路面混凝土上。但是當(dāng)砂過(guò)粗時(shí)，混凝土拌合物會(huì)嚴(yán)重泌水、路面平整度低。表33 細(xì)集料級(jí)配范圍級(jí)配分區(qū)在下列篩孔（mm）上的累計(jì)篩余（%）粗砂Ⅰ區(qū)90～100（85～100）85～9571～8535～655～350～100中砂Ⅱ區(qū)90～100（80～100）70～9241～7010～500～250～100細(xì)砂Ⅲ區(qū)90～100（75～100）55～8516～400～250～150～100～。本次試驗(yàn)中所用砂為河沙中砂。5．外加劑在路面混凝土中，外加劑的產(chǎn)品質(zhì)量至少應(yīng)達(dá)到規(guī)定的一等品要求。此外，在路面混凝土中，所使用的高效減水劑，其減水率應(yīng)達(dá)到15%；引氣減水劑的減水率應(yīng)達(dá)到12%。在個(gè)交通等級(jí)路面、橋面混凝土中宜選用減水率大，坍落度損失小、可調(diào)控凝結(jié)時(shí)間的復(fù)合型減水劑；在有抗冰（鹽）凍要求地區(qū)，各交通等級(jí)路面、橋面、路緣石、路肩及貧混凝土基層必須使用引氣劑；在無(wú)抗冰（鹽）凍要求地區(qū)，二級(jí)及二級(jí)以上公路路面混凝土中應(yīng)使用引氣劑。本次試驗(yàn)中沒(méi)有使用外加劑。6．水飲用水可以直接作為混凝土攪拌和養(yǎng)護(hù)用水