淺析影響水泥砼路面抗折強(qiáng)度的因素

【摘要】水泥混凝土路面設(shè)計、施工和質(zhì)量評定的首要技術(shù)指標(biāo)是抗折強(qiáng)度，因此水泥混凝土抗折強(qiáng)度直接影響著水泥混凝土路面的質(zhì)量，對提高路面設(shè)計和工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量都很重要。筆者結(jié)合水泥混凝土路面施工經(jīng)驗(yàn)，從材料、配合比及施工等方面分析影響水泥混凝土路面抗折強(qiáng)度的因素。

【關(guān)鍵詞】水泥混凝土路面；抗折強(qiáng)度；因素分析；路面質(zhì)量

20世紀(jì)90年代以來，我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一直處于迅速發(fā)展時期，特別是高等級公路建設(shè)方興未艾。截至2013年底，全國公路總里程達(dá)423.75萬公里，橋梁達(dá)71.34萬座，隧道為10022處、805.27萬米。根據(jù)國務(wù)院2005年初審議通過的《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》，我國將在2030年以前建成8.5萬公里國家高速公路網(wǎng)，總投資達(dá)2萬億元，因此，道路工程用的混凝土量也是非常巨大的。而在水泥混凝土路面設(shè)計、施工以及質(zhì)量評定的首要技術(shù)指標(biāo)是抗折強(qiáng)度，所以研究影響水泥混凝土抗折強(qiáng)度的因素，對提高路面設(shè)計、施工工程質(zhì)量和公路的使用壽命都顯得尤為重要。

結(jié)合道路施工實(shí)踐，從材料、配合比及施工等研究影響混凝土路面抗折強(qiáng)度的因素。

一、原材料的因素

1、水泥

（1）水泥質(zhì)量的影響

水泥質(zhì)量好壞將直接影響砼的強(qiáng)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(qiáng)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）水泥用量的影響

用量太小很難滿足砼強(qiáng)度、耐久性、耐磨性等要求；用量過大，雖然能滿足強(qiáng)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）水泥種類的選用

一般應(yīng)采取強(qiáng)度高、干縮性小，抗磨性與耐久性好的水泥。其品種及標(biāo)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(jì)性等因素綜合考慮選定。

2、集料

（1）粗集料（碎石）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(qiáng)度，良好的抗滑、耐磨、耐久性。因此，其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，如針片狀顆粒含量、含泥量、壓碎值指標(biāo)、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(qiáng)度；級配不合理，不僅浪費(fèi)水泥，而且很難達(dá)到強(qiáng)度要求。

（2）細(xì)集料（砂）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(qiáng)度、耐久性的要求，同時又達(dá)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(xì)集料不僅應(yīng)潔凈，質(zhì)地堅硬、耐久，而且其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求。

二、配合比設(shè)計的因素

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(jìn)行設(shè)計，也是影響路面砼抗折強(qiáng)度的一個重要因素。眾所周知，水泥砼路面板厚度計算，強(qiáng)度評定是以抗折強(qiáng)度（彎拉強(qiáng)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(qiáng)度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和經(jīng)濟(jì)合理的原則選用原材料，材料通過試驗(yàn)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。

1、水灰比（W/C）

這是路面砼配合比設(shè)計的一個關(guān)鍵參數(shù)，選用得當(dāng)與否，直接影響路面砼的強(qiáng)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(qiáng)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。

2、砂率

砂率是指細(xì)集料（砂）占粗、細(xì)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(qiáng)度；砂率太小，粗集料相應(yīng)增多，細(xì)集料相對減少，雖能形成骨架，但難以使砼呈密實(shí)狀態(tài)，勢必降低砼強(qiáng)度。因此，砂率選用應(yīng)適當(dāng)（對于路面一般以不大于32%為宜）。

3、外加劑

外加劑選用得當(dāng)，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(qiáng)度。對于未使用過的外加劑，應(yīng)在充分調(diào)查試驗(yàn)和實(shí)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(shí)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。

三、施工因素

1、拌和條件

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(qiáng)度影響甚大。所以砼質(zhì)量要穩(wěn)定，強(qiáng)度要保證，必須改善拌和條件，嚴(yán)格控制拌和時間，力求拌和均勻。

2、運(yùn)輸條件

運(yùn)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。

3、砼澆注中，振搗是否充分

所以砼攤鋪|考試|大|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(shí)度及強(qiáng)度。

4、施工工藝

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(qiáng)度。因此，采用新工藝、新方法進(jìn)行輔助施工，能在一定程度上提高路面砼的強(qiáng)度。

5、養(yǎng)生條件

包括養(yǎng)生方法、濕度、溫度等。實(shí)踐證明，砼養(yǎng)生是否充分，影響砼強(qiáng)度的增長。因此，必須重視路面砼的養(yǎng)生。通?？刹捎脻裆啊衤榇M(jìn)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(dāng)灑水。這樣可以保持路面砼強(qiáng)度得到正常持續(xù)增長。

四、結(jié)束語

“百年大計、質(zhì)量第一”，工程質(zhì)量的優(yōu)劣，決定工程項(xiàng)目的成敗。加強(qiáng)水泥混凝土路面抗折強(qiáng)度的質(zhì)量控制，進(jìn)而提高水泥混凝土路面的質(zhì)量，成為水泥混凝土路面施工過程中的重中之重，通過分析影響水泥混凝土路面抗折強(qiáng)度的因素，我們可以有的放矢的采取合理的技術(shù)措施，從而保障水凝混凝土路面的工程質(zhì)量和延長其使用壽命。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔣廣京.砼路面抗折強(qiáng)度和疲勞極限的影響因素分析[J].交通科技，2004（1）.

[2]李炎青.淺談如何提高施工中砼路面的抗折強(qiáng)度[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2006（6）.

[3]交通部公路科學(xué)研究所.公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范（JTGD40-2011）[S].北京：人民交通出版社，2011.

[4]交通部公路科學(xué)研究所.公路路面施工技術(shù)規(guī)范（JTGF30-2003）[S].北京：人民交通出版社，2003.