工程實務(wù):淺析水泥砼路面抗折強度的影響因素
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水泥砼路面由于直接受車輛荷載的重復(fù)作用及環(huán)境因素(如溫度、濕度)的影響，因而對砼板要求具有較高的抗折強度、耐久性、耐磨性和抗滑性。其中抗折強度是砼路面的一項重要控制指標，其大小是否滿足設(shè)計要求，將直接影響到路面的整體質(zhì)量及使用壽命。要滿足上述要求，很大程度上取決于原材料的品質(zhì)、混合料組成以及現(xiàn)場的施工控制。所以，在工程上必須砼的路用要求，分析影響其強度的因素，從而選擇合格材料，科學(xué)設(shè)計，合理施工，以滿足水泥砼路面的各項指標要求。
下面主要從原材料品質(zhì)、砼配合比組成設(shè)計及施工等方面入手，結(jié)合實際，簡要分析水泥砼抗折強度的影響因素。
一、原材料品質(zhì)對水泥砼路面抗折強度的影響
(一)水泥質(zhì)量及用量對砼強度的影響
1. 水泥質(zhì)量好壞將直接影響砼的強度及其拌和物的性質(zhì)。這主要取決于水泥本身的技術(shù)性質(zhì)，如鈣化速率、收縮開裂、磨耗性能等，因此，路面用水泥要求具有抗折強度高，收縮性、抗磨性、耐久性好以及彈性模量低等技術(shù)性質(zhì)。
2. 水泥用量對砼強度的影響。用量太小很難滿足砼強度、耐久性、耐磨性等要求;用量過大，雖然能滿足強度要求，但砼中水化熱大，收縮亦大，容易因收縮而產(chǎn)生開裂。因而水泥用量應(yīng)滿足最小水泥用量要求，但也應(yīng)控制最大水泥用量。
3. 水泥品種及標號的選用。一般應(yīng)采取強度高、干縮性小，抗磨性與耐久性好的水泥。其品種及標號的選用必須根據(jù)公路等級、工期、鋪筑時間、方法及經(jīng)濟性等因素綜合考慮選定。通常建議水泥標號：特重、重交通不小于52.5#、其他不小于42.5#。
(二)粗、細集料對砼強度的影響
1. 粗集料(碎石)對砼強度的影響。粗集料應(yīng)質(zhì)地堅硬、耐久潔凈，符合一定的級配要求，才能保證砼路面具有足夠的強度，良好的抗滑、耐磨、耐久性。因此，其各項指標應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)標準要求，如針片狀顆粒含量、含泥量、壓碎值指標、顆粒級配等。尤其是顆粒級配，級配好，既節(jié)約水泥，又提高強度;級配不合理，不僅浪費水泥，而且很難達到強度要求。
2. 細集料(砂)對砼強度的影響。路面用砂要求具有較高的密度和較小的比表面，以滿足新拌砼工作性、硬化后強度、耐久性的要求，同時又達到節(jié)約水泥的目的。其級配要求應(yīng)與相應(yīng)的粗集料一并考慮，級配不良，則很難配制良好的混合料。所以，細集料不僅應(yīng)潔凈，質(zhì)地堅硬、耐久，而且其各項指標應(yīng)滿足規(guī)范要求。
(三)水質(zhì)與用量對砼強度的影響
水質(zhì)較差的水，因含有油、酸、鹽類、有機質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)，從而對路面砼產(chǎn)生不良影響。因此對不符合相關(guān)指標要求的水不宜作為路面砼用水。
另外，水的用量大小，對砼強度也有很大影響，在水泥用量一定的條件下，水用量太大，水灰比(W/C)勢必增大，雖施工方便，但很難保證砼強度;水用量偏小，砼和易性差，雖強度容易保證，到施工難度增大。因此，砼配合比設(shè)計中，尤其是路面砼一定要控制水灰比的大小。
(四)外加劑對砼強度的影響
外加劑選用得當，可在一定程度上改善路面砼的技術(shù)性質(zhì)，如工作性、抗凍、抗磨等性能，從而提高砼強度。對于未使用過的外加劑，應(yīng)在充分調(diào)查試驗和實地試用后，方可決定選用的外加劑是否適用。另外，由于引用外加劑后常常會改變砼對制備工藝的要求，因而在實際使用時，要特別注意用量正確，拌和均勻，以免產(chǎn)生不良影響。
二、組成設(shè)計對水泥砼路面抗折強度的影響
原材料的選用固然重要，但能否科學(xué)合理地對路面砼配合比進行設(shè)計，也是影響路面砼抗折強度的一個重要因素。眾所周知，水泥砼路面板厚度計算，強度評定是以抗折強度(彎拉強度)為依據(jù)的，因而砼配合比設(shè)計應(yīng)根據(jù)設(shè)計抗折強度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和經(jīng)濟合理的原則選用原材料，材料通過試驗和必要的調(diào)整后，確定砼單位體積中各種組成材料的用量。一個砼配合比設(shè)計合理與否，其關(guān)鍵取決于水灰比、單位用水量、砂率三個參數(shù)的確定。
(一)水灰比(W/C)對路面砼強度的影響
這是路面砼配合比設(shè)計的一個關(guān)鍵參數(shù)，選用得當與否，直接影響路面砼的強度。W/C太小，和易性差，難以控制施工;W/C太大，坍落度增大，砼有足夠的流動性，方便施工，但很難保證砼的強度。因此，W/C的選用必須滿足“不大于W/Cmax要求”：公路、城市道路和廠礦道路不大于0.46;冰凍地區(qū)冬季施工不大于0.45。
(二)單位用水量對路面砼強度的影響
在水灰比一定的情況下，單位用水量的大小直接影響砼的工作性，尤其是坍落度。Wo太大，水泥用量增大，造成浪費，坍落度也隨之增大;Wo太小，水泥用量相對減少，難以保證最小水泥用量(路面一般不小于300Kg/m3)，坍落度也隨之減小。這兩種情況，均不利于路面砼強度的正常增長。因此，Wo選用要適中。
(三)砂率對路面砼強度的影響
砂率是指細集料(砂)占粗、細集料總量的百分比。砂率太大，粗集料相對減小，難以起到骨架作用，影響砼路面的整體強度;砂率太小，粗集料相應(yīng)增多，細集料相對減少，雖能形成骨架，但難以使砼呈密實狀態(tài)，勢必降低砼強度。因此，砂率選用應(yīng)適當(對于路面一般以不大于32%為宜)
三、施工因素對水泥砼路面抗折強度的影響
(一)拌和條件中對砼強度的影響
主要包括拌和設(shè)備、拌和環(huán)境、拌和工藝等。設(shè)備、環(huán)境、工藝的不同，所拌砼質(zhì)量也不同。尤其是拌和時間、溫度對砼強度影響甚大。所以砼質(zhì)量要穩(wěn)定，強度要保證，必須改善拌和條件，嚴格控制拌和時間，力求拌和均勻。
(二)運輸條件對砼強度的影響
運輸時間不宜過長，以避免砼過早凝結(jié)硬化，影響施工。一般可根據(jù)水泥初凝時間及施工氣候確定。
(三)砼澆注中，振搗是否充分也直接影響到砼強度的形成
所以砼攤鋪后應(yīng)及時振搗，力求充分。為提高振搗效果，可使用插入式和平板式振搗器聯(lián)合作業(yè)，以提高砼的密實度及強度。
(四)施工工藝對路面砼強度的影響
例如采用真空吸水工藝可降低水灰比，提高砼在凝結(jié)硬化前表層結(jié)合強度。因此，采用新工藝、新方法進行輔助施工，能在一定程度上提高路面砼的強度。
(五)養(yǎng)生條件對路面砼的影響
包括養(yǎng)生方法、濕度、溫度等。實踐證明，砼養(yǎng)生是否充分，影響砼強度的增長。因此，必須重視路面砼的養(yǎng)生。通?？刹捎脻裆?、濕麻袋進行養(yǎng)生，一般不少于7天保持路面濕潤狀態(tài)，以后每天須適當灑水。這樣可以保持路面砼強度得到正常持續(xù)增長。
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