【正文】 小變形性能和高耐久性的高性能道路混凝土離 不開高效緩凝引氣減水劑。 使用減水劑等外加劑的目的如下： 1)改善工作性 道路混凝土一般是低坍落度（攤鋪時不大于 5cm）的混合料，對于路面在任何氣候條件下的可施工性能即工作性（振動易密性、流動性、粘聚性和可滑性或可模性）的要求很高，這是保證施工質(zhì)量的前提條件。 2） 凝結(jié)時間指標(biāo)“一”表示提前，“ +”表示延緩。供應(yīng)商在提供外加劑試驗(yàn)之前，應(yīng)提供國家、省級或地區(qū)級外加劑檢測機(jī)構(gòu)認(rèn)定的一 等品質(zhì)檢報告，檢驗(yàn)報告應(yīng)說明外加劑的主要化學(xué) 成分，對混凝土無腐蝕和對人員無毒副危 害。 《混凝土外加劑》 ( GB 80761997)規(guī)定的外加劑產(chǎn)品種類和性能指標(biāo)見表 219。 各級公路路面混凝土宜選用減水率較高、坍落度損失較小、凝結(jié)時間可調(diào)控的復(fù)合型減水劑。 外加劑 在現(xiàn)代水泥混凝土路面材料科學(xué)中，外加劑成 為制作優(yōu)質(zhì)混凝土路面的必需組分，在公路 水泥混凝土路面工程中主要使用如下三類外加劑： (1)減水劑 減水劑按照其減水效率大于或小于 15%分為高效減水劑和普通減水劑，還有早強(qiáng)減水 劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑、引氣減水劑。 水 新拌混凝土用水及養(yǎng)護(hù)用水中，不得含有影響混凝土質(zhì)量的 油、酸、鹽類及有害物質(zhì)， 海水不能用做攪拌及養(yǎng)護(hù)路面混凝土用水。為了防止鋼筋混凝土路面及鋼纖維混凝土路面產(chǎn)生嚴(yán)重銹蝕或其他化學(xué)侵蝕破壞，施工技術(shù)規(guī)范不是籠統(tǒng)稱海砂，而明確講淡化海砂，即使用淡水沖洗或雨水沖淋過的 海砂、海水浸濕時間有限的河口附近河海混合砂，并規(guī)定全部縮縫設(shè)傳力桿混凝土路面不宜使用淡化海砂，鋼筋混凝土及鋼纖維混凝土路面和橋面不得使用淡化海砂。 在我國許多沿海地區(qū)，河砂資源緊缺或運(yùn)距較遠(yuǎn)，價格為海砂的 2～ 4倍。試驗(yàn)表明，即使將其摻入混凝土中，同樣具有一定的化學(xué)反應(yīng)活性。 (2)含泥量和石粉含量 機(jī)制砂中含泥量和石粉含量的控制一直是公路界面臨的難題。母巖的強(qiáng)度、硅質(zhì)含量及耐磨性提高后，機(jī)制砂的破碎生產(chǎn)效率會降低，砂的成本會有所提高，這是無法避免的。生產(chǎn)機(jī)制砂的母巖強(qiáng)度：火成巖不小于 100MPa； 變質(zhì)巖不小于 80MPa；水成巖不小于 60MPa。配制機(jī)制砂混凝土應(yīng)同時摻引氣高效減水劑。 在我國大西南各省區(qū)相當(dāng)多的地方很難找到天然 河砂，只有生產(chǎn)的破碎機(jī)制砂。實(shí)質(zhì)上，在水泥路面通車運(yùn)行 1～ 2年后，路面輪跡部位的抗滑性能與橫向力系數(shù)關(guān)鍵取決于砂的硬度及細(xì)度模數(shù)，因?yàn)樗酀{總歸是先于砂被磨掉的，暴露的凸起物將是砂顆粒，而正是凸起的砂顆粒為路表面提供了足夠的抗滑性能和橫向力系數(shù)。 為了保證水泥混凝土路面彎拉強(qiáng)度和表面砂漿的耐磨性能，路面混凝土宜采用細(xì)度模數(shù)為 ～ 、中粗砂和偏細(xì)粗砂。 細(xì)集料級配范圍 表 218 砂分級 方孔篩尺寸 (mm) 累計篩余（以質(zhì)量計） (%) 粗砂 中砂 細(xì)砂 90～ 100 90～ 100 90～ 100 80～ 95 70～ 92 55～ 85 71～ 85 41～ 70 16～ 40 35～ 65 10～ 50 0～ 25 5～ 35 0～ 25 0～ 15 0～ 10 0～ 10 0～ 10 (2)砂粗細(xì)、細(xì)度模數(shù)和比表面積的關(guān)系 研究表明，對混凝土工作性影響很大的砂比表面積與其細(xì)度模數(shù)之間成反比線性關(guān)系，其細(xì)度模數(shù)越大，比表面積越小。 路面普通混凝土、鋼筋混凝土及鋼纖維混凝土用天然砂的級配曲線宜為Ⅱ區(qū)，可使用 I區(qū)偏細(xì)粗砂和Ⅲ區(qū)偏粗細(xì)砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)在 ～ 。 =～ )。高速公路、一級公路、二級公路及有抗（鹽）凍要求的三、四級公路混凝土路面使用的砂應(yīng)不低于Ⅱ級，無抗（鹽）凍要求的三、四級公路混凝土路面可使用 Ⅲ 級砂。 砂按表 217的技術(shù)要求分為 I級、Ⅱ級、Ⅲ級。 3） MB值 ，根據(jù)使用地區(qū)，在經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的前提下，可由供需雙方商定。 細(xì)集料技術(shù)指標(biāo) 表 217 項(xiàng) 目 技術(shù)要求 I 級 II 級 III 級 人工砂單粒級最大壓碎指標(biāo) (%) 20 25 30 氯化物（氯離子質(zhì)量計 %） 堅固性（按質(zhì)量損失計 %） 6 8 10 云母（按質(zhì)量計 %） 2． O 天然砂、 人工砂含泥量（按質(zhì)量計 %） ? 天然砂、人工砂泥塊含量（按質(zhì)量計 %） 0 人工砂 MB 值 或合格石粉含量 ?（按質(zhì)量計 %） 人工砂 MB 值≥ 或不合格石粉含量（按質(zhì)量計 %） 有機(jī)物含量（比色法） 合格 合格 合格 硫化物及硫 酸鹽（按 S03 質(zhì)量計 %） 輕物質(zhì)（按質(zhì)量計 %） 人工砂母巖抗壓強(qiáng)度 火成巖不應(yīng)小于 lOOMPa；變質(zhì)巖不應(yīng)小于 80MPa；水成巖不應(yīng)小于 60MPa 表觀密度 2500 3kg/m 松散堆積密度 1350 3kg/m 空隙率 47% 堿集料反應(yīng) 經(jīng)堿集料反應(yīng)試驗(yàn)后，由砂配制試件無裂縫、酥裂、膠體外溢 等現(xiàn) 象 ,在規(guī)定試驗(yàn)齡期的膨脹率應(yīng)小于 % 注： 1） 砂中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料品、煤塊、爐渣等固體雜物。機(jī)制砂的 粒形很差，石粉含量較高，新拌混凝土工作性差，相同工作性的水灰比大，彎拉強(qiáng)度及耐磨 性等指標(biāo)不易滿足，當(dāng)控制住石粉和土含量、采用 減水率較高的外加劑時，也可生產(chǎn)合格 的水泥混凝土路面。新水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范與以往的規(guī)范 相比是在天然砂中擴(kuò)展了淡化海砂和 人工砂，在人工砂中擴(kuò)展了機(jī)制砂和混合砂。 (1)細(xì)集料的種類 細(xì)集料可采用質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈的天然砂、人工砂。所以，水泥混凝土路面上的抗滑耐磨即安全耐久性等功能要求主要依賴細(xì)集料。 細(xì)集料 由于水泥混凝土路面在車輪作用下有表面抗滑耐磨的要求，并非任何土建工程可使用的砂均可用于混凝土路面。碎卵石最大公稱粒徑不宜大于 。 粗集料級配范圍 表 216 類型 方孔篩尺寸 (mm) 累計篩余（以質(zhì)量計） (%) 連 續(xù) 級 配 ～ 16 ～ 19 ～ ～ 95～ 100 95～ 100 95～ 100 95～ 100 85～ 100 85～ 95 90～ 100 90～ 100 40～ 60 60～ 75 70～ 90 75～ 90 0～ 10 30～ 45 50～ 70 60～ 75 0 0～ 5 25～ 40 40～ 60 0 0～ 5 20～ 30 0 0～ 5 0 單 粒 級 ～ ～ 16 ～ 19 16～ 16～ 95～ 100 80～ 100 95～ 100 95～ 100 0～ 15 80～ 100 85～ 100 95～ 100 95～ 100 0 0～ 15 40～ 60 55～ 70 85～ 100 0 0～ 15 25～ 40 55～ 70 0 0～ 10 25～ 40 0 0～ 10 0 （ 2）公稱最大粒徑 粗集料的最大粒徑過大，會降低路面混凝土彎拉強(qiáng)度，且粒徑過大由于暴露的粗集料不耐沖擊、易脫落，耐磨性變差，在混凝土卸料、攤鋪中粗集料離析增大，不利于鋪筑勻質(zhì)混凝土路面 。 用做路面混凝土的粗集料不得使用不分級的統(tǒng)料，應(yīng)該按最大公稱粒徑的不同采用 2～ 4個粒徑的集料進(jìn)行摻配。所以，從 嚴(yán)控制路面混凝土粗集料級配，使路面混凝土形成具有嵌鎖力的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，對改善其路用品質(zhì)和抗磨耐久性具有現(xiàn)實(shí)意義。 4． 粗集料級配與最大粒徑要求 （ 1）粗集料級配 粗集料級配的優(yōu)劣首先影響新拌混凝土的工作性、黏聚性、勻質(zhì)性和可振動密實(shí)性。 高速公路、一 級公路、二級公路及有抗（鹽）凍要求的三、四級公路混凝土路面使用的粗集料級別應(yīng)不低于Ⅱ級，無抗（鹽）凍要求的三、四級公路混凝土路面可使用Ⅲ級粗集料。 3） 有抗（鹽）凍要求時， I級集料 24h吸水率≤ 1． O%； II級集料 24h吸水率≤ %。 注： 1） III級碎石的壓碎指標(biāo)，用作路面時，應(yīng) 20%；用作下面層或基層時，可 25%。各類粗集料技術(shù)要求應(yīng)符合表215的規(guī)定。由于特重、重交通高速公路、一級公路、二級公路及有抗（鹽）凍要求的三、四級公路混凝土路面施工彎拉強(qiáng)度 ～ ，對應(yīng)的強(qiáng)度等級 C30～ C45，因此規(guī)定使用的碎石、碎卵石和卵石級別不應(yīng)低于 II級，無抗（鹽）凍要求的三、四級公路混凝土路面及貧混凝土基層可使用 III級粗集料（對應(yīng)的強(qiáng)度等級為 C15～ C30）。粗集料按國標(biāo)《建筑用卵石、碎石》 ( GB/T 14685)的技術(shù)要求分為 I、 II、 III級。 3. 粗集料的技術(shù)要求 粗集料可使用碎石、碎卵石和卵石。巖石的酸堿性同時會影響混凝土的溫度收縮系數(shù)，酸性石英巖的溫度收縮系數(shù)可達(dá)堿性石灰?guī)r的 2倍以上，粗集料巖石的酸堿性對混凝土溫度變形性能影響很大，不僅影響到面板的溫度翹曲量、接縫開口位移量和溫度疲勞應(yīng)力大小和特性，進(jìn)而影響其接縫的張開量、耐水性、抗風(fēng)化能力及耐候性，包括抗凍性。 最新研究表明，巖石的酸堿性影響混 凝土材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部的集料界面粘結(jié)強(qiáng)度和界面結(jié)構(gòu)寬度。粗集料在普通混凝土中，質(zhì)量占 50%左右；體積按骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)幾乎充滿混凝土整個空間。 相比較碎石、破口石和卵石而言：首先，對于影響拌和物工作性，卵石的和易性和流動性優(yōu)于破口石，破口石優(yōu)于碎石；其次， 由于粒形造成嵌鎖力不同，碎石混凝土彎拉強(qiáng)度高于破口石，破口石高于卵石；最新研究成果表明，混凝土路面的耐疲勞循環(huán)次數(shù)卵石高于破口石，破口石高于碎石。隨著研究的深入，有了一些最新的認(rèn)識。各類巖石集料的工程性質(zhì)見表 214。集料的顆粒形狀、級配、礦物成分、表面特征對所配制的混凝土抗折強(qiáng)度、用水量、工作性、界面粘結(jié)有較大的影響。從粒形上分為碎石、破口石和卵石，有不規(guī)則、角狀、片狀、針狀。從巖石化學(xué)成分上分為堿性石灰?guī)r、玄武巖、大理巖等；有酸性花崗巖、石英巖等、中性閃長巖等。所以，混凝土中的 集料重要性是不言而喻的。 粗集料 1．粗集料的種類 集料是混凝土中份量最大的組成材料，粒徑 5mm以上者，稱為粗集料；粒徑 5mm以下者稱為細(xì)集料。這是在路面混凝土中使用粉煤灰必須注意的。資料表明，粉煤灰最多可完全反應(yīng)量為純硅酸鹽水泥的28%。粉煤灰摻量限制是水泥及外摻粉煤灰能夠全部水化的最高摻量要求，同時也是路面抗沖、耐磨和抗疲勞性能的要求。 （ 3)路面混凝土中使用粉煤灰必須有適宜摻量控制。粉煤灰的儲存、運(yùn)輸?shù)纫笈c水泥相同，使用粉煤灰的攪拌樓應(yīng)增加 1個水泥罐倉裝粉煤灰。其具體使用要求是： （ 1)在混凝土路面或貧混凝土基層中使用粉煤灰時，應(yīng)確切了解所用水泥中已經(jīng)加入的摻合料種類和數(shù)量。 3．粉煤灰使用要求 在水泥混凝土路面和貧混凝土基層工程中使用粉煤灰的基本原則是揚(yáng)其長而避其短。因此，在公路路面工程中使用粉煤灰時，其設(shè)計和施工彎拉強(qiáng)度控制齡期依然使用 28d，不使用 56d或 90d，目的是將粉煤灰所帶來的長期強(qiáng)度增長預(yù)留作為路面抵抗超重載的強(qiáng)度儲備。含水量的要求主要是防止粉煤灰結(jié)塊。我們摻粉煤灰，最主要的是希望有更高的化學(xué)活性，使混凝土具備更高的長期彎拉強(qiáng)度，此項(xiàng)規(guī)定對制作高性能道路混凝土極其重要。 注意：上表中粉煤灰的分級規(guī)定與以前相比，增加了混合砂漿活性指數(shù)、氯離子含量和含水量的要求，混合砂漿活性指數(shù)是對粉煤灰沒有化學(xué)成分規(guī)定的彌補(bǔ)。 3） 粉煤灰應(yīng)測定總堿量，并于性能指標(biāo)中予以說明。 粉煤灰分級和質(zhì)量指標(biāo) 表 213 粉煤灰等級 細(xì)度（ 45m? 氣流篩，篩余量） (%) 燒失量 （ %） 需水量比 （ %） 含水量 （ %） Cl （ %） 23SO (%) 混合砂漿活性指數(shù) 7d 28d Ⅰ Ⅱ Ⅲ ≤ 12 ≤ 20 ≤ 45 ≤ 5 ≤ 8 ≤ 15 ≤