【文章內(nèi)容簡介】 混凝土強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、粘土以及風化物和腐植物會降低界面粘結(jié)強度，并影響水泥石的強度。集料形狀、表面結(jié)構(gòu)及潔凈程度對混凝土彎拉強度的影響要大于對混凝土抗壓強度的影響。粗集料的最大粒徑對混凝土抗壓強度和彎拉強度均有影響，但影響程度有差別。在一定配比條件下，集料的最大粒徑過大，將減小與水泥漿接觸的總面積，界面強度降低，同時還會因振搗不密實而降低混凝土的強度。這種影響在水灰比較小時更為明顯，而且對混凝土彎拉強度的影響大于對抗壓強度的影響。連續(xù)級配的優(yōu)點是所配制的混凝土較密實，具有優(yōu)良的工作性，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。間斷級配與之相比，配置相同強度混凝土所需的水泥量可少些，但易產(chǎn)生離析。拌制混凝土時，砂的顆粒級配與粗細程度應同時考慮。當砂中含有較多粗砂，并以適當?shù)闹猩凹吧倭康募毶疤畛淇障稌r，砂的空隙率及總表面積均較小，是比較理想的級配，不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實性與強度。2．養(yǎng)護條件為了獲得質(zhì)量良好的混凝土，混凝土成型后必須在適宜的環(huán)境中進行養(yǎng)護，目的是保證水泥水化過程的正常進行。對于給定的混凝土，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)護環(huán)境的溫度和濕度條件。（1） 養(yǎng)護溫度圖23反映混凝土在不同溫度水中養(yǎng)護時強度的發(fā)展規(guī)律，可以看出，混凝土的養(yǎng)護溫度與混凝土強度發(fā)展有重要的關(guān)系。當養(yǎng)護溫度較高時，可以增大水泥初期養(yǎng)護速度，混凝土早期強度也高。但早期養(yǎng)護溫度越高，混凝土后期強度增進速率越小，這是由于急速的早期水化反應，導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，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一步水化，從而減少水化物的數(shù)量。在相對較低的養(yǎng)護溫度下，水泥的水化反應較為緩慢，使其水化物具有充分的擴散的時間均勻地分布在水泥石中，導致混凝土后期強度提高。但如果混凝土的養(yǎng)護溫度過低或降至冰點以下時，水泥水化反應停止，致使混凝土的強度不再發(fā)展，并可能因冰凍作用使混凝土已獲得的強度受到損失。28 21 7 3 1 120 相對強度（%） 0 20 40 60 80 100 4℃ 21℃ 46℃ 14 齡期（d）圖23 混凝土強度與養(yǎng)護溫度的關(guān)系（2）養(yǎng)護濕度水是水泥水化反應的必要成分，如果濕度不足，水泥水化反應不能正常進行，甚至停止，將嚴重降低混凝土強度，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)護濕度條件下，混凝土的強度發(fā)展趨勢見圖24。在空氣中養(yǎng)生的混凝土，在所有齡期得到的強度值都較低。因此為了使混凝土正常硬化，在混凝土養(yǎng)護期間，應創(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)物使混凝土密實度增加。在夏季由于氣溫較高、水分蒸發(fā)較快，更應特別注意養(yǎng)護。（3）齡期圖25反映了混凝土強度隨齡期增加而增長的規(guī)律。在標準養(yǎng)護條件下，混凝土強度與齡期之間有著較好的相關(guān)性，通常在對數(shù)坐標上呈直線關(guān)系。在混凝土施工過程中，可根據(jù)混凝土的這種特性，由其早期強度，推算后期強度，當混凝土早期強度不足時，可及時采取措施來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 相對強度（%） 齡期（月）圖24 混凝土強度與養(yǎng)護濕度的關(guān)系5年 60d 90d 4年 3年 2年 1年 180d 28d 100 250 200 0 相對強度（%） 5年 28d 4年 2年 1年 180d 90d 60d 0 100 200 250 相對強度（%） 圖25 混凝土強度隨時間的增長（a）齡期為常數(shù)坐標；（b）齡期為對數(shù)坐標第三章 道路水泥混凝土的組成設計與配合比設計方法 道路水泥混凝土的組成設計由于路面混凝土直接承受車輛荷載的作用，其組成材料選擇、配合比設計均應根據(jù)路面的交通等級確定。在《公路水泥混凝土設計規(guī)范》（JTG D402002）中，按設計基準期內(nèi)設計車道所承受的標準軸載累積作用次數(shù)，將路面所承受的交通軸載分為4級，分級范圍見表31表31 水泥混凝土路面的交通分級交通等級特重交通重交通中交通輕交通設計車道所承受的標準軸載累積作用次數(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）對各級交通等級路面混凝土用水泥的強度要求。表 32 各交通等級路面水泥各齡期的強度要求交通等級特重交通重交通中、輕交通齡期（d）328328328抗壓強度（MPa）≥抗折強度（MPa）≥2．粉煤灰在路面混凝土中，可以摻用技術(shù)指標符合規(guī)定的電收塵I、II級干排或磨細低鈣粉煤灰。III級粉煤灰需經(jīng)過試驗論證后，才可以用于路面混凝土中，不得使用高鈣粉煤灰。在濕粉煤灰中會有攪拌不開的粉煤灰小塊，它與泥塊或高度風化巖石集料一樣，會嚴重影響混凝土強度，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，嚴禁使用已經(jīng)結(jié)塊的濕排干粉煤灰。在該實驗中不添加粉煤灰成分。3．粗集料（1）質(zhì)量要求粗集料應使用質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈的碎石。高速公路、一級公路、二級公路以及有抗（鹽）凍要求的三、四級公路混凝土路面使用的粗集料技術(shù)等級不應低于II級。沒有抗凍、鹽要求的三、四級公路路面及貧混凝土基層可使用III級粗集料。（2）最大粒徑與級配為了提高路面混凝土彎拉強度，防止混凝土拌合物離析，減少對攤鋪機的機械磨損，提高混凝土的抗凍性及耐磨性，集料的最大粒徑不宜過大。路面混凝土用粗集料最大公稱粒徑的規(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配的粗集料。應按照最大公稱粒徑的不同，采用2～4個粒徑的集料進行摻配，按要求合成符合的級配， mm的含量不得大于1%。4．細集料品種與質(zhì)量要求（1）細集料的品種和質(zhì)量要求細集料一般可采用天然砂、機制砂和混合砂。高速公路、一級公路、二級公路以及有抗（鹽）凍要求的三級公路和四級公路混凝土路面應使用不應低于II級的細集料。沒有抗凍、鹽要求的三級公路和四級公路及貧混凝土基層可使用III級砂。若使用河沙，則適用在設計特種和重交通混凝土路面，并且砂的硅質(zhì)含量要高于25%。機制砂是由機械破碎、 mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖石、風化巖石的顆粒。機制砂不宜使用抗磨性較差的泥巖、頁巖、板巖等水成巖類作為母巖。在河砂資源緊缺的沿海地區(qū)，二級及二級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)量除了應符合的規(guī)定外，還應符合以下規(guī)定：179。；在淡化海砂與標準砂的對比中，對砂漿磨光值、混凝土凝結(jié)時間、耐磨性、彎拉強度等無不利影響；淡化海砂中碎貝殼等甲殼類動物殘留物含量不應大于1%。（2）細集料的級配和細度細集料的顆粒組成應符合表33中級配范圍要求。水泥混凝土路面在通車運行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。當使用的砂過細時，表面水泥漿先被磨損后，細砂不能提供足夠的橫向力系數(shù)和抗滑力，這樣會影響路面的安全性，所以不能將過細的砂用在路面混凝土上。但是當砂過粗時，混凝土拌合物會嚴重泌水、路面平整度低。表33 細集料級配范圍級配分區(qū)在下列篩孔（mm）上的累計篩余（%）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細砂Ⅲ區(qū)90～100（75～100）55～8516～400～250～150～100～。本次試驗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)量至少應達到規(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，其減水率應達到15%；引氣減水劑的減水率應達到12%。在個交通等級路面、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)時間的復合型減水劑；在有抗冰（鹽）凍要求地區(qū)，各交通等級路面、橋面、路緣石、路肩及貧混凝土基層必須使用引氣劑；在無抗冰（鹽）凍要求地區(qū)，二級及二級以上公路路面混凝土中應使用引氣劑。本次試驗中沒有使用外加劑。6．水飲用水可以直接作為混凝土攪拌和養(yǎng)護用水