道路高抗折強(qiáng)度水泥混凝土的配制分析

摘要：隨著社會生產(chǎn)力的不斷進(jìn)步，汽車運(yùn)輸行業(yè)也隨之進(jìn)步與發(fā)展起來，這就需要我國的交通道路具備更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求，才能滿足不斷發(fā)展的汽車工業(yè)與運(yùn)輸業(yè)。傳統(tǒng)的水泥混凝土道路較難滿足現(xiàn)代車輛高負(fù)荷的通行要求，致使道路彎拉強(qiáng)度低，最終造成道路嚴(yán)重?fù)p害的后果，縮短其使用壽命。為了更好的提高道路抗折強(qiáng)度，車輛通行時(shí)能夠更加安全，這就需要對水泥路面的混凝土材料進(jìn)行研究配制，不斷完善其性能，本文針對路面的抗折強(qiáng)度進(jìn)行研究，希望對有關(guān)人士提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：道路；抗折強(qiáng)度；水泥混凝土；配制；配合比

我國目前的交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展迅速，甚至已經(jīng)無法滿足運(yùn)輸需求，車輛軸載的負(fù)荷也越來越大，經(jīng)常出現(xiàn)超載的情況。并且道路上車流量的增大，造成水泥混凝土路面超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，磨損現(xiàn)象嚴(yán)重。大多數(shù)的水泥路面施工時(shí)所用的混凝土為普通的配制方法，抗折強(qiáng)度差。所以應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加其抗折強(qiáng)度，采用減小水灰比重等方法。但是，增加了水泥量又容易增大混凝土的脆性，導(dǎo)致其不耐用，因此相關(guān)學(xué)者研制出另一種水泥混凝土的配制方案。

1.混凝土的強(qiáng)度概述

強(qiáng)度是硬化混凝土最重要的性質(zhì)，混凝土的其他性能與強(qiáng)度均有密切關(guān)系，混凝土的強(qiáng)度也是配合比設(shè)計(jì)、施工控制和質(zhì)量檢驗(yàn)評定的主要技術(shù)指標(biāo)?；炷恋膹?qiáng)度主要有抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。其中抗壓強(qiáng)度值最大，也是最主要的強(qiáng)度指標(biāo)。根據(jù)影響混凝土強(qiáng)度的因素分析，提高混凝土強(qiáng)度一般可從以下幾方面采取措施：1）采用高標(biāo)號水泥。2）盡可能降低水灰比，或采用干硬性混凝土。3）采用優(yōu)質(zhì)砂石骨料，選擇合理砂率。4）采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振搗，確保攪拌均勻性和振搗密實(shí)性，加強(qiáng)施工管理。

2.試驗(yàn)原材料

在本文的道路高強(qiáng)抗折強(qiáng)度水泥混凝土的配制方案研究試驗(yàn)中采用的水泥是普通的硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級為42.5R細(xì)骨料為中砂，砂的細(xì)度模數(shù)是3.01。粗骨料為碎石，粒徑不大于30mm，并使用了一定的減水劑、粉煤灰、礦渣、沸石粉等外加劑，其主要作用是為了減小混凝土的水灰比，其中減水劑為高效減水劑，質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定的要求，礦渣為鋼鐵廠生產(chǎn)，所得礦渣加工而成沸石粉為一級品。

3.試驗(yàn)方法和混凝土的配合比設(shè)計(jì)

在試驗(yàn)中，所使用的水泥混凝土28d設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度分別為5.5MPa、6.0MPa和6.5MPa。試驗(yàn)中A為單摻高效減水劑，水灰比選用0.41、0.45和0.49，B、C、D為在A的基礎(chǔ)上分別摻加粉煤灰、?；郀t礦渣和沸石粉。試驗(yàn)依照《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》測試混凝土不同配合比和不同齡期的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗折彈性模量。

表1 不同類型高抗折強(qiáng)度水泥混凝土配合比

編號水泥摻合料摻量水砂石減水劑

A1323--15870712571%

A2351--15870712571%

A3385--15870712571%

B12588520%15566112571%

B22819120%15565812571%

B330810020%15565312571%

C12269730%15370712571%

C224610530%15370712571%

C327011530%15370712571%

D12913210%15870712571%

D23163510%15870712571%

D33463910%15870712571%

注：混凝土坍落度為20±5mm，減水劑摻量為膠材總量的1%。

4.試驗(yàn)結(jié)果及分析

不同類型高抗折強(qiáng)度水泥混凝土的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同類型高抗折強(qiáng)度水泥混凝土的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果

編號抗折強(qiáng)度（MPa）抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折彈模（×104MPa）

7d28d56d90d7d28d56d90d28d

A14.886.39--49.053.1--2.70

A25.406.827.367.2752.155.362.363.03.03

A35.707.28--56.258.0--3.18

B14.915.90--41.948.9--3.00

B25.206.487.387.7346.156.162.372.12.96

B35.356.82--48.457.0--3.20

C15.486.57--51.054.1--3.03

C25.997.327.808.5053.256.068.273.53.05

C36.237.57--56.964.4--3.20

D14.816.27--41.559.8--2.85

D25.456.687.207.6048.061.570.776.22.99

D35.566.80--55.465.6--3.01

4.1抗折強(qiáng)度

通過對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，我們可以看出水泥混凝土的抗折強(qiáng)度是隨著水灰比的減小而不斷增大的，并且單位水灰比的抗折強(qiáng)度增長率是呈減小趨勢。并且在對A、B、C、D四種水泥混凝土的抗強(qiáng)度變化趨勢進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，這些混凝土在早期的強(qiáng)度相對較高，在28d時(shí)最高能達(dá)到7.57MPa的高抗折強(qiáng)度。

粉煤灰高抗折強(qiáng)度水泥混凝土的早期抗折強(qiáng)度略低于單摻時(shí)的抗折強(qiáng)度，但28d時(shí)抗折強(qiáng)度能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的106.8%。隨著齡期的增長粉煤灰的二次活性作用將使后期抗折強(qiáng)度更高。可見，采用雙摻即能解決粉煤灰混凝土早期抗折強(qiáng)度低的問題還能獲得到較高的后期強(qiáng)度。

礦渣高抗折強(qiáng)度水泥混凝土7d、28d抗折強(qiáng)度都超過了單摻時(shí)的強(qiáng)度。隨著齡期的增長礦渣的二次活性作用可以使混凝土的抗折強(qiáng)度進(jìn)一步提高，90d抗折強(qiáng)度高達(dá)8.5MPa，同樣適合目前交通量隨時(shí)間不斷增長的需要。

沸石粉高抗折強(qiáng)度水泥混凝土的28d強(qiáng)度能夠達(dá)到6.0MPa以上但都比不摻時(shí)略低。在本試驗(yàn)所配制的混凝土中，摻入沸石粉并沒有起到明顯增折作用，但顯著提高了混凝土的28d及后期的抗壓強(qiáng)度從而使混凝土的脆性大大增加。

4.2抗壓強(qiáng)度

在對水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度變化進(jìn)行分析后我們可以發(fā)現(xiàn)本試驗(yàn)中不同類型的水泥混凝土的強(qiáng)度變化規(guī)律與其抗折強(qiáng)度的變化規(guī)律并不完全一致在某些情況下還是有一定的變化的。試驗(yàn)結(jié)果表明四種高抗折強(qiáng)度水泥混凝土的28d抗壓強(qiáng)度高達(dá)到50Mpa，已經(jīng)達(dá)到了高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度要求，如此高的抗壓強(qiáng)度對保證路面的抗磨性、抗滑性以及其構(gòu)造的長期保持性不成問題。

4.3抗折彈性模量

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析可得知，水灰比越大的其抗折彈性模量就越低，事實(shí)上，抗折彈性模量受影響的因素并不只有水灰比這一個(gè)因素。本試驗(yàn)中所得的數(shù)據(jù)也并不能夠完全代表混凝土抗折彈性模量，還有其他的因素影響其結(jié)果，總的來說，礦渣高折強(qiáng)度最高，沸石粉相對較低。水膠比較大時(shí)，單摻高效減水劑抗折彈性模量最低，摻入每種摻合料均能使抗折彈性得到提高，水膠比較小時(shí)，混凝土抗折彈性模量受摻和量的影響不大，與不摻時(shí)的混凝土抗折彈性模量基本保持一致。

從上述的實(shí)驗(yàn)與分析中我們可以看出，使用優(yōu)質(zhì)的水泥與高效減水劑配制混凝土道路的施工材料能夠極大的使混凝土的抗折強(qiáng)度得到提高，并且能夠滿足設(shè)計(jì)要求。在配制時(shí)，摻入相當(dāng)數(shù)量的粉煤灰不僅提高了其抗折強(qiáng)度，而且更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。粉煤灰也可用粒化高爐礦渣替代，摻入沸石粉除了能夠提高抗折強(qiáng)度還能降低混凝土脆性，一舉兩得。只有合理的配制水泥混凝土的材料才能夠不斷滿足現(xiàn)代交通運(yùn)輸?shù)男枨?，使其更加耐磨、抗滑、抗彎?/p>

5、結(jié)束語

總之，在經(jīng)濟(jì)性與工作性共同作用下，為了有效提高混凝土路面的抗折強(qiáng)度，最主要的方法就是改進(jìn)原材料的配制比例，研究如何將原材料的完美的配合在一起，適當(dāng)?shù)募尤胍恍┩饧觿瑥目茖W(xué)角度設(shè)計(jì)材料的配合比，同時(shí)還要對施工質(zhì)量進(jìn)行管理，從全局出發(fā)，綜合各種因素，相信在多方面的共同努力下，一定能夠確保工程的質(zhì)量。相信在相關(guān)人士的共同配合下，加之以科學(xué)的方法做指導(dǎo)，一定能夠把道路的抗折強(qiáng)度提高上來，保障車輛在安全的道路上行駛。

參考文獻(xiàn)：

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