[ 摘 要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展, 公路建設(shè)得到了迅猛發(fā)展, 特別是大交通量的公路和城市道路, 將更多地采用水泥混凝土路面, 本文著重討論了原材料及配合比組成對(duì)混凝土路面病害的影響。
[關(guān)鍵詞]原材料 配合比 混凝土
一、概述
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展, 公路建設(shè)得到了迅猛發(fā)展,特別是水泥混凝土公路發(fā)展迅速。盡管水泥混凝土路面一次性投資大, 但它具有高強(qiáng)耐磨、耐久、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、使用壽命長(zhǎng)、車行速度高等優(yōu)點(diǎn), 使混凝土路面近幾年來(lái)發(fā)展很快, 特別是大交通量的公路和城市道路, 將更多地采用水泥混凝土路面。
水泥混凝土路面因受車輛荷載的沖擊摩擦和反復(fù)彎曲等作用, 同時(shí)還受溫度、濕度反復(fù)變化的影響, 因此路面應(yīng)具有較高的抗彎拉強(qiáng)度、良好的耐磨性能和盡可能小的脹縮性。而影響上述性能的因素是多方面的, 有原材料性能的波動(dòng)、混凝土養(yǎng)護(hù)的好壞、施工工藝的優(yōu)劣、施工管理水平及施工溫度、濕度的影響等, 本文主要討論原材料及配合比組成對(duì)混凝土路面病害的影響。
二、混凝土組成材料對(duì)路面質(zhì)量影響
1、水泥
混凝土路面的性能在很大程度上取決于水泥的性能, 而水泥的性能又取決于其礦物組成, 因此應(yīng)選用安定性合格、強(qiáng)度高、干縮小、耐磨和抗凍較好的水泥。就品種而言, 應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定的普通硅酸鹽水泥; 就礦物成分而言, 應(yīng)選用C3A 含量低的水泥。因?yàn)镃3A 含量較大, 易引起水化熱反應(yīng)裂縫和溫度裂縫。
另外為了防止堿骨料反應(yīng)導(dǎo)致路面破壞, 水泥的總堿含量(N a2O ) 要小于0. 6% , 水泥的標(biāo)號(hào)應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)、強(qiáng)度要求選用。
2、細(xì)骨料
細(xì)骨料對(duì)砂漿的強(qiáng)度及混凝土路面的耐磨性有較大的影響。如壓槽、拉槽、刻槽等都是通過(guò)砂漿層形成的線狀槽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如果砂子的耐磨性差, 與水泥膠結(jié)能力不好, 路面的耐磨性和耐久性就會(huì)變差。據(jù)資料介紹, 當(dāng)砂中石英含量大于三分之一時(shí), 路面的耐磨性能明顯增強(qiáng)。其次是砂子的顆粒級(jí)配及粗細(xì)程度。砂子的顆粒級(jí)配表示大小顆粒砂的搭配情況, 混凝土或砂漿中砂的空隙是由水泥來(lái)填充的, 為達(dá)到節(jié)約水泥、提高強(qiáng)度和耐久性, 應(yīng)盡量減少砂粒之間的空隙。良好的級(jí)配應(yīng)有較多的粗顆粒, 同時(shí)配有適當(dāng)?shù)闹蓄w粒及少量細(xì)顆粒填充其空隙。
3、粗骨料
粗骨料是混凝土的主要組成部分, 也是影響強(qiáng)度的重要因素之一。粗骨料對(duì)強(qiáng)度的影響取決于骨料的表面特征、顆粒級(jí)配及其力學(xué)性能。
(1) 表面特征: 粗骨料的粒形、表面結(jié)構(gòu)主要影響骨料與砂漿的界面粘結(jié)強(qiáng)度, 從而影響混凝土的強(qiáng)度。石子粒徑大, 其表面積隨之減少, 因此保證一定厚度的潤(rùn)滑層所需的水泥砂漿的數(shù)量也相應(yīng)減少, 所以石子最大粒徑在條件許可下, 應(yīng)盡量選用大些的。但在一定條件下增加粗骨料的最大粒徑, 會(huì)因泌水、振搗不實(shí)的薄弱面的增加而降低混凝土強(qiáng)度。但從耐久性、抗磨性及經(jīng)濟(jì)的角度考慮, 骨料粒徑又不宜過(guò)小, 一般在30- 40mm 之間較為合適。
(2) 強(qiáng)度: 為保證混凝土的強(qiáng)度要求, 粗骨料都必須是質(zhì)地__致密、具有足夠的強(qiáng)度。當(dāng)混凝土受荷后, 在骨料與砂漿界面處產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。當(dāng)界面有保障時(shí), 骨料顆粒所受的應(yīng)力要比砂漿大, 如果骨料強(qiáng)度不高, 混凝土可能因骨料的破壞而破壞; 另一方面, 如果骨料強(qiáng)度過(guò)高, 會(huì)使界面拉應(yīng)力增大, 從而降低粘結(jié)強(qiáng)度, 因此骨料的強(qiáng)度與界面粘結(jié)強(qiáng)度的優(yōu)化匹配對(duì)提高混凝土強(qiáng)度具有實(shí)際意義。一般骨料強(qiáng)度是混凝土強(qiáng)度的2- 3倍比較合適。
(3) 顆粒級(jí)配: 石子級(jí)配好壞對(duì)節(jié)約水泥和保證混凝土具有良好的和易性有很大關(guān)系。粗骨料應(yīng)具有較好的顆粒間的搭配,以減少空隙率, 增強(qiáng)混凝土密實(shí)性。粗骨料的顆粒級(jí)配采用篩分法測(cè)定, 連續(xù)級(jí)配石子顆粒呈連續(xù)性, 用連續(xù)級(jí)配的骨料配制的混凝土混合料, 其和易性較好, 不易發(fā)生分層離析現(xiàn)象。
三、配合比對(duì)路面質(zhì)量的影響
混凝土配合比除了要滿足強(qiáng)度要求外, 還要考慮預(yù)防早期裂縫的發(fā)生。常見(jiàn)的有泌水裂縫、塑性裂縫、膨脹裂縫等。這些裂縫對(duì)路面的危害極大, 輕者降低路面強(qiáng)度及耐久性, 重者導(dǎo)致板體破壞。
1、泌水裂縫
新鋪筑的混凝土路面, 當(dāng)單位用水量過(guò)大時(shí), 將發(fā)生集料與水分離的現(xiàn)象。骨料下沉, 水上浮。造成表面泌水, 在不采用真空吸水或復(fù)振工藝時(shí), 最終在路面表面形成裂縫, 嚴(yán)重時(shí)路面脫皮。預(yù)防措施是選用泌水適當(dāng)?shù)呐浜媳? 一般在測(cè)坍落度時(shí), 坍落度桶周圍基本不泌水為宜。
2、塑性收縮裂縫
塑性收縮裂縫和泌水裂縫是矛盾的兩個(gè)方面, 塑性收縮裂縫主要由于泌水量過(guò)少而引起的, 當(dāng)然也可能由于急劇干燥而引起, 因此路面混凝土并不是泌水越小越好。塑性收縮裂縫與季節(jié)、氣溫、濕度、運(yùn)距等有關(guān)。適當(dāng)增加泌水量, 使路面表面有足夠的供水泥水化的水, 同時(shí)要重視混凝土的初期養(yǎng)生?；炷帘砻姹仨氂姓谏w物以防水分過(guò)快蒸發(fā)。
3、膨脹裂縫
由于水化過(guò)程中釋放出大量的熱能, 使混凝土內(nèi)部溫度升高, 而板面溫度散熱較快, 這樣形成較大的內(nèi)外溫差, 當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉應(yīng)力時(shí), 便產(chǎn)生裂縫。預(yù)防辦法是優(yōu)先選用水熱化低的水泥, 降低入模溫度, 采取蓄水法和覆蓋法進(jìn)行降溫。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展, 水泥混凝土路面修筑里程的增加和對(duì)質(zhì)量要求的提高, 對(duì)混凝土路面的認(rèn)識(shí)也在加深, 我們應(yīng)將這些新的認(rèn)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于公路工程實(shí)踐中, 不斷提高路面質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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