【正文】 用硅酸鹽 水泥時(shí)，粉煤灰的極限摻量不得大于 30%，普通水泥中允許有不大于 15%的混合材料，則粉煤灰摻量不應(yīng)大于 15%。 研究表明，粉煤灰主要化學(xué)成分是活性 2SiO 和 23AlO ，在混凝土中的化學(xué)反應(yīng)屬于二次反應(yīng)，其反應(yīng)的激發(fā)劑是水泥反應(yīng)后釋放出的 2Ca(OH) 和原有的石膏，它與水泥之間有一個(gè) 完全化學(xué)反應(yīng)的劑量配伍關(guān)系。超過總混合材料 30%必定有一些粉煤灰是不可能反應(yīng)而產(chǎn)生強(qiáng)度的，多余的粉煤灰和石粉及土一樣是有害的。 （ 4)路面混凝土摻用粉煤灰時(shí)，其配合比計(jì)算應(yīng)按超量取代法進(jìn)行，超摻部分代替砂，并減少砂用量。粗、細(xì)集料在混凝土中占有 4/5的比例。 混凝土粗集料種類從巖石成因上可分為火成巖、變質(zhì)巖和沉積巖。 巖石由產(chǎn)狀分類有頁巖、板巖、砂巖、塊狀巖石等。按巖石的表面結(jié)構(gòu)可分為玻璃質(zhì)、光滑、粒狀、粗糙、結(jié)晶、蜂窩狀等。 2．粗集料對(duì)路面混凝土性能的影響 我們最關(guān)心的是不同的巖石 種類和性能對(duì)混凝土和混凝土路面性能有何重要影響。過去在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們認(rèn)為集料是混凝土中的各惰性成分，除了級(jí)配而外，對(duì)混凝土及其路面性能幾乎沒有影響。 各類巖石的工程性質(zhì) 表 214 巖石類型 名 稱 強(qiáng)度 耐久性 化學(xué)穩(wěn)定性 表面特性 夾雜質(zhì)可能性 破碎后形狀 火成石 花崗巖、正長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖 好 好 好 好 可能 好 致密長(zhǎng)石 好 好 有問題 良 可能 良 玄武巖、 輝綠巖、輝長(zhǎng)巖 橄欖巖 好 好 好 良 好 有問題 好 好 稀少 可能 良 好 橄欖巖 好好 良良 有問題有問題 好好 可能 好沉積石 石灰?guī)r、白云巖 好 良 好 好 可能 好 砂巖 燧石 良 好 良 差 好 差 好 良 稀少 很可能 好 差 燧石 好 差 差 良 很可能 差礫巖、角礫巖 良 良 好 好 稀少 良 頁巖 差 差 差 好 可能 良 差 變質(zhì)巖 片麻巖、片巖 石英巖 好 好 好 好 好 好 好 好 稀少 稀少 好 差 良 石英巖 好 好 好 好 好 好 好 好 稀少 稀少 良 大理巖 良 良 好 ， 良 好 好 好 良，差 可能 可能 好 良 蛇紋巖 良 良 好 良 差 可能 良 閃巖 好 好 好 好 稀少 良 板巖 好 好 好 差 稀少 差 注：該表引自《 混凝土實(shí)用手冊(cè) 》 。 隨著高性能道路混凝土的發(fā)展，集料的強(qiáng)度決定混凝土可能達(dá)到的最高抗壓強(qiáng)度，集料的種類和級(jí)配決定混凝土彈性模量的大小，可以通過集料的體積份數(shù)和對(duì)應(yīng)的彈性模量計(jì)算出來。在高速公路要求的高性能道路混凝土中，粗集料的重要性比中低強(qiáng)度的混凝土突出得多。堿性巖石優(yōu)于中性巖石，中性巖石優(yōu)于酸性巖石。從抗斷裂能力上看，巖石本身結(jié)晶結(jié)構(gòu)復(fù)雜的變質(zhì)巖優(yōu)于結(jié)構(gòu)均一的火成巖和沉積巖。粗集料應(yīng)質(zhì) 地堅(jiān)硬、耐久、潔凈。混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于 C60宜用 I級(jí)；強(qiáng)度等級(jí) C30～ C60及有抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土宜用 II級(jí)；強(qiáng)度等級(jí)小于C30宜用 III級(jí)。將 III級(jí)集料的壓碎指標(biāo)及針片狀顆粒含量分為用于面板或貧混凝土基層來要求。 碎石、碎卵石和卵石技術(shù)要求 表 215 項(xiàng) 目 技術(shù)要求 I 級(jí) II 級(jí) III 級(jí) 碎石壓碎指標(biāo) (%) 10 15 20 卵石壓碎指標(biāo) (%) 12 14 16 堅(jiān)固性（按質(zhì)量損失計(jì) %） 5 8 12 針片狀顆粒含量（按質(zhì)量計(jì) %） 5 15 20 含泥量（按質(zhì)量計(jì) %） 泥塊含量（按質(zhì)量計(jì) %） 0 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(jì) %） 1． O 巖石抗壓強(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，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 %。 2） III級(jí)粗集料的針片狀顆粒含量，用作路面時(shí)，應(yīng) 20%；用作下面層或基層時(shí)，可 25%。 4） 粗集料中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料品、煤塊、爐渣等固體雜物。有抗（鹽）凍要求時(shí)， I級(jí)粗集料吸水率不應(yīng)大于 %，Ⅱ級(jí)粗集料吸水率不應(yīng)大于 %。良好的級(jí)配所提供的較大嵌鎖力直接影響到彎拉強(qiáng)度和單位水泥用量，其次還影響水灰比和單位用水量，同時(shí)決定著塑性收縮和硬化混凝土的干縮變形和抗凍耐久性。為此，公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定，路面混凝土粗級(jí)配應(yīng)待合表 216合成級(jí)配的要求。當(dāng) 2級(jí)級(jí)配石料不符合級(jí)配要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用 3級(jí)或 4級(jí) 級(jí)配的集料。因此，要求用做路面混凝土的粗集料，卵石最大公稱粒徑不宜大于 。碎石最大公稱粒徑不宜大于 。又由于水泥混凝土路面對(duì)粗集料的要求比瀝青路面相對(duì)較低，一般國(guó)內(nèi)外所做的水泥混凝土路面不對(duì)粗集料的磨光值提出要求，對(duì)普通混凝土路面、鋼筋混凝土路面及鋼纖維混凝土路面表面基本要求是不裸露粗集料，要求表面砂漿層的充分包裹，除非施工中有低 噪聲技術(shù)要求而裸露的粗集料，一般水泥混凝土路面上若建成初期就裸露粗集料視為一種病害。對(duì)細(xì)集料本身的硅質(zhì)含量即硬度、細(xì)粉含量、顆粒度即細(xì)度模數(shù)及其穩(wěn)定性的要求比其他土建工程結(jié)構(gòu)要高得多、嚴(yán)格得多。天然砂包括河砂、湖砂、山砂、 淡化海砂；人工砂包括機(jī)制砂和混合砂。河砂 經(jīng)過長(zhǎng)期水流沖洗，粒形較圓、較潔凈，質(zhì)量較好，路面混凝土應(yīng)優(yōu)先采用河砂；海砂的 Cl? 、 24SO? 和貝類殼含量較高，須經(jīng)沖洗處理．滿足氯鹽、硫酸鹽和有機(jī)質(zhì)含量規(guī)定，可用于無筋混凝土路面；山砂的含泥量大，軟弱顆粒較多，但只要不超標(biāo)仍可使用。 (2)細(xì)集料的技術(shù)要求 路面用細(xì)集料的技術(shù)要求應(yīng)符合表 217的規(guī)定。 2） 亞甲藍(lán)試驗(yàn) MB值用于區(qū)分砂中粒徑小于 75μm 顆粒是石粉或泥土。 4） 天然 III級(jí)砂用作路面時(shí)，含泥量應(yīng)小于 3%； 用作貧混凝土基層時(shí)，可小于 5%。 混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于 C60時(shí)宜用 I級(jí)砂；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30～ C60及有抗凍、抗?jié)B或其他要求時(shí)宜用Ⅱ級(jí)砂；混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于030時(shí)宜用Ⅲ級(jí)砂。 (1)細(xì)度模數(shù)和級(jí)配 砂按細(xì)度模數(shù) M，分為 3個(gè)區(qū)： I區(qū)粗砂（ M=～ ）、Ⅱ區(qū)中砂 (M=～ )、Ⅲ區(qū)細(xì)砂 (M。各區(qū)砂級(jí)配要求見表 218。路面混凝土同一配合比用砂的細(xì)度模數(shù)變化范圍不應(yīng)超過 ，否則，應(yīng)分別堆放，并調(diào)整配合比中的砂率后使用。因此，砂的細(xì)度模數(shù)可以較好地反映砂的粗細(xì)程度和比表面積。這項(xiàng)規(guī)定主要是從提高表面的耐磨性出發(fā)提 出的。當(dāng)砂過細(xì)時(shí)，表面水泥漿磨損后，細(xì)砂所能提供的路面安全性指標(biāo)（橫向力系數(shù)）過低；當(dāng)砂過粗時(shí)，不僅拌和物泌水較嚴(yán)重，而且平整度難以保證，粗砂中毫米級(jí)的砂數(shù)量較多，表面上一個(gè) 3mm以上的砂粒，就足以影響到 3m直尺 3mm的平整度。新編公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范對(duì)機(jī)制砂使用有下述規(guī)定：路面和橋面所使用的機(jī)制砂除應(yīng)滿足表 ，特別是硅質(zhì)含量不小于 25%，同樣適應(yīng)于機(jī)制砂，還應(yīng)檢驗(yàn)砂漿磨光值 PMV且宜大于 35，不宜使用耐磨性較差的泥巖、頁巖、板巖等水成巖類母巖品種生產(chǎn)機(jī)制砂。 (1)磨光值 施工規(guī)范對(duì)機(jī)制砂的磨光值提出瀝青路面集料中的最大要求： PMV不小于 35，同時(shí)，對(duì)強(qiáng)度較低、耐磨性較差的機(jī)制砂母巖品種亦加以適當(dāng)限制，破碎機(jī)制砂的巖石品種亦應(yīng)保證硅 質(zhì)含量。目的是提高機(jī)制砂水泥混凝土路面的抗滑性能與橫向力系數(shù)，保證路面運(yùn)營(yíng)的安全性。另一方面，若再做加鋪層，成本會(huì)提高。顯然，石粉含量不能與土等同對(duì)待，石粉的化學(xué)活性與表面物理特性比土強(qiáng)得多，在我國(guó)Ⅱ型硅酸鹽水泥中，允許摻入 5%以內(nèi)的生 石灰?guī)r石粉。當(dāng)石粉和土總量不超過 12%時(shí)，應(yīng)摻引氣高效減水劑達(dá)到壓低單位用水量和水灰比，有效控制拌和物工作性、稠度，提高抗滑、耐磨性，保證強(qiáng)度及耐久性之目的。施工規(guī)范首次允許二級(jí)及二級(jí)以下公路混凝土路面使用海砂。 在混凝土路面工程中，淡化海砂的技術(shù)要求除應(yīng)符合表 ，為防止堿一集料反應(yīng)，淡化海砂帶入每立方米混凝土中的含鹽量不大于 ，碎貝殼等甲殼類動(dòng)物殘留物含量不大于 %，并要求與河砂進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證淡化海砂應(yīng)對(duì)砂漿磨光值、混凝土凝結(jié)時(shí)間、耐磨性、彎拉強(qiáng)度等無不利影響。飲用水一般均適用于混凝土；非飲用水，經(jīng)化 驗(yàn)符合下列要求時(shí)也可使用：①硫酸鹽含量（按 24SO 計(jì)）小于 7 3mg/mm ；②含鹽量不大于 3mg/mm ；③ pH值不小于 4；④不得含有油污、泥和其他有害雜質(zhì)。常用減水劑按化學(xué)成分可分為木質(zhì)素系列（木 質(zhì)素磺酸鈣（木鈣）、木鈉、木鎂）普通緩凝減水劑、糖蜜系列（糖蜜、糖鈣和糖鈉）普通緩凝減水 劑、多環(huán)芳香族萘磺酸鹽系列（萘磺酸鹽甲醛縮合物）高效減水劑、聚丙稀酸鹽系列高效減水劑 和水溶性樹脂磺酸鹽系列（密胺、三聚氰胺、苯酚、磺化古瑪隆樹脂等）高 效減水劑等。高溫施工宜使用引氣緩凝減水劑或引氣高效緩凝（保塑）減水劑，低溫天施工宜使用引氣 早強(qiáng)高效減水劑。高等 級(jí)公路水泥混凝土路面使用的外加劑應(yīng)滿足一等品的技術(shù)要求，所以本書僅摘錄一等品的性 能指標(biāo)。 混凝土外加劑產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo) 表 219 試驗(yàn)項(xiàng)目 普通減水劑 高效減水劑 早強(qiáng)減水劑 緩凝高效 減水劑 緩凝減水劑 引氣減水劑 早強(qiáng)劑 緩凝劑 引氣劑 減水率 (%)≦ 8 15 8 15 8 12 6 泌水率比 (%)≦ 95 90 95 100 100 70 100 100 70 含氣量 (%) ≤ 3． O ≤ 4． O ≤ 3． O 3． O 3． O 凝結(jié)時(shí)間 ( min) 初 凝 終凝 90～ +120 90～ +120 90～ +90 +90 +90 90～ +120 90～ +90 +90 90～ +120 — — 抗壓強(qiáng)度比 (%)不小于 ld — 140 140 — — — 135 — — 3d 115 130 130 125 100 115 130 100 95 7d 115 125 115 125 110 110 110 100 95 28d 110 120 105 120 110 100 100 100 90 收縮率比 (%) 28d 不大于 120 120 120 120 120 120 120 120 120 抗凍強(qiáng)度等級(jí) 50 50 50 50 50 200 50 50 200 對(duì)鋼筋銹蝕作用 應(yīng)說明對(duì)鋼筋無銹蝕危害 注： 1） 除含氣量外，表中數(shù)據(jù)為摻外加劑混凝土與基準(zhǔn)混凝土差值或比值。 高速公路水泥混凝土路面使用的減水劑可以是普通減水劑、緩 凝減水劑、引氣減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑或同時(shí)加引氣劑構(gòu)成緩凝引氣高效減水劑。 2)降低水灰比 使用減水劑可降低水灰比，減小單位用水量，保障和提高彎拉強(qiáng)度。 3)節(jié)約水泥 在等強(qiáng)度及工作性不變條件下，可節(jié)約一定的水泥用量。