原材及配合比對水泥砼路面強度的影響分析

王亞杰 李強

【摘 ?要】隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展，公路路面結(jié)構(gòu)的形式越來越多，其中水泥作為一種重要的材料被廣泛的使用在路面上。水泥混凝土是由粗集料（一般是粉煤灰）、礦渣等按照一定比例加入各種配合比，經(jīng)一系列攪拌、交變拌合而成的工業(yè)用膠凝材料。由于其具有良好的綜合性能，所以在實際工程中被廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】原材;配合比;水泥砼路面強度;影響分析

引言

我國交通事業(yè)快速發(fā)展，道路面積迅速擴(kuò)大，同時也對交通運輸?shù)馁|(zhì)量產(chǎn)生了越來越大的要求和挑戰(zhàn)。在施工過程中，水泥砼路面會受到車輛荷載的作用、自身的收縮變形等影響，從而導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)裂縫，使路面的使用性能下降。如何在保證工程的正常進(jìn)行下，提高混凝土的耐久性，延長其壽命，已經(jīng)成為當(dāng)下急需解決的問題。

一、原材及配合比設(shè)計

混合料中水泥的用量對其質(zhì)量有很大的影響;而當(dāng)水泥的用量過大時，會導(dǎo)致其在拌和的時候出現(xiàn)較大的空隙率，使拌和的混凝土強度降低，同時也會使其配合比變得不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生裂縫。在進(jìn)行原材及配合比的設(shè)計時，應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況，選擇合適的材料以及確定最佳的級配，這樣才能保證混合料的強度達(dá)到要求。對于不同的原材料要選用對應(yīng)的試驗方法，一般來講，主要包括：膠結(jié)性、水灰比、細(xì)集料含量等。原材與配合比設(shè)計的要求：（1）原材應(yīng)具有足夠的抗凍性，以保證在長期低溫下保持其穩(wěn)定性。（2）當(dāng) 混合料中的膠結(jié)水含量不足時，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)陌韬陀昧浚蛊洳划a(chǎn)生龜裂、松散現(xiàn)象。（3）當(dāng)粗集料的組成成分過于復(fù)雜，骨料級配不甚合理，則選用不同的粗集比，可以獲得性能相對最佳的混凝土路面。（4）細(xì)骨料的選擇需要滿足工程使用的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在本試驗中，水泥用量為150kg/cm，所以只需加入適量的細(xì)骨粉。具體來說，就是通過調(diào)整配合比的顆粒大小來達(dá)到要求。細(xì)砂粒的粒徑越小，水泥砼路面的強度就越高。但同時，也要考慮到各種因.素對砂率的影響程度，比如：施工條件、氣候環(huán)境等。如果是在野外進(jìn)行，則最好采用干拌法或濕法。這樣不僅能減少成本，還能提高產(chǎn)品質(zhì)量。

二、材及配合比對水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)性能的影響分析

混凝土是由水泥、水和水等組分按一定配合比攪拌后凝結(jié)成的一種混合物。在道路工程中，主要是由水泥、粗骨料和外加劑組成的混合料。在公路建設(shè)中，水泥混凝土路面作為面層材料，其強度的高低會對其產(chǎn)生很大的影響;同時，也會對路面的平整度誥成影響。原材和混合料是由粗集料、細(xì)集料和膠結(jié)材料組成的多孔結(jié)構(gòu)體，在施工過程中，難免會出現(xiàn)各種細(xì)小的缺陷而影響到整個工程的質(zhì)量問題，所以對其的控制就顯得尤為重要。（1）粗骨料的選用 不同的粗骨料對同一水泥混凝土路面的影響也是不一樣的，相同的細(xì)顆粒級配碎石，當(dāng)用量不同時，會導(dǎo)致其空隙率變化較大，從而降低了水泥砼的密實度。因此，要根據(jù)實際情況選擇最佳的砂石級配，并進(jìn)行合理的配置;在砂石的選取時，應(yīng)盡量避免使用天然沙礫。（2）水泥與水的比值及其含量的計算方法研究 水泥混凝土的配合比設(shè)計中，應(yīng)該考慮到水灰比、水泥用量以及水膠比等因素的影響來確定。其中又以水泥用量及用水率最為直觀。

三、提升水泥砼路面強度的策略分析

對水泥混凝土配合比進(jìn)行試驗檢測，可以了解其原材料的組成和特性，同時還能夠?qū)ζ淇箟簭姸取⒖拐蹚姸鹊扔幸粋€綜合的評估方法。在實際的施工過程中，由于各種因素的影響會使原材和混合料的不同性能參數(shù)發(fā)生變化，通過對這些材料的對比分析，就能更好地確定出最佳的用料比例。在試驗中，通常使用的原料有水泥、石子、砂子、沙子、外加劑、水等。而在本次實驗中，選用的是粗細(xì)集料，即粗骨料，細(xì)骨膠凝土粉，它們與水泥的相容性比較好。所以選擇了這幾種材料的前提條件，再根據(jù)試驗的要求來選取。

（一）配合比選取

原材料的選擇是原材和配合比的基礎(chǔ)部分，在進(jìn)行材料的配比時要考慮到各種因素對其性能的影響以及在施工過程中的實際情況。通常說，水泥砼的拌合是由拌和機來完成的;而石子則由粗集料、細(xì)骨料及外加劑等組成。不同的混合料，由于其性質(zhì)的差異性，會對其造成一定的影響：當(dāng)粗集料的用量比較少時，石子的強度就會較低;當(dāng)細(xì)骨料的用量多時，石子的強度就會高。所以對于同一個混凝土，應(yīng)該根據(jù)具體的要求來決定哪種礦的用量。不同的原材料組成的混凝土試件，其配合比也是各不相同，其最佳配合比需要根據(jù)工程的實際情況來進(jìn)行確定。在選擇的時候，可以考慮到的因素有：溫度、濕度、施工條件等。在這里主要介紹以”下幾個方面：

（1）水灰比：水灰比是指在一定的時間內(nèi)，隨著水的循環(huán)作用下，水泥石所釋放出的孔隙數(shù)量多少，以及每一次的孔隙深度。水灰量的大小與所產(chǎn)生的孔隙的面積有關(guān)。如果含水量高，那么空隙就多，當(dāng)含水量低，則空隙少，當(dāng)含水量多時，空隙就多。因此要控制含氣量。降低水分的含量可通過調(diào)整砂率的方式來實現(xiàn)。砂率的高低也會對砂率的變化造成影響。所以要盡量減少用水量。（2）時間 要想得到一個最佳的配合比，必須嚴(yán)格控制水泥砼的初凝時間。一般來講，在溫度下降的低部位，初凝時間應(yīng)當(dāng)縮短，但也不能超過30分鐘。如果從低溫開始，此時砂率又將繼續(xù)增加，而砂率又將降低。因此從這個意義上來講，為了使瀝青砼的早期承載能力能夠充分發(fā)揮，可以適當(dāng)延長礦的開采深度。

（二）原材及配合比對路面結(jié)構(gòu)性能預(yù)測

在對水泥砼路面基層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需要對材料的性質(zhì)、施工方法以及原材料的級配特性等因素綜合考慮。同時也要充分利用有限元軟件，結(jié)合試驗段的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場的實際情況，選擇合適的模型來模擬原材和配合比，并通過分析結(jié)果來確定最佳配合比。并且根據(jù)測試的試件，將其與標(biāo)準(zhǔn)配合比的試件的強度及收縮率作為評價指標(biāo)。對于砂石級配比較復(fù)雜的工程來說，原材和骨料是影響其強度的重要原因。因此為了保證混凝土的質(zhì)量問題，就必須要嚴(yán)格控制砂石的用量。如果用普通的粉煤灰代替部分的粉煤灰，會導(dǎo)致混凝土的密實性降低，從而使混凝土的抗拉抗剪承載力下降，最終造成道路的不穩(wěn)定性。

當(dāng)水泥砼路面基層的強度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值后，便可開始進(jìn)行路基壓實和修補工作。而在施工過程中，為了保證壓實度的穩(wěn)定和路面結(jié)構(gòu)的強度穩(wěn)定性，必須要對壓實機的型號、碾壓設(shè)備以及碾成遍數(shù)等因素加以控制。在試驗段，由于攤鋪機攤鋪的速度較快，因此在混合料拌制時，需要對拌制好的混凝土面層的厚度及密度來確定。同時還需測定不同材料的水泥砼配合比，并將其與實際的要求相比較。當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了新的問題時，應(yīng)及時采取相應(yīng)的措施予以解決。當(dāng)原材及配合比發(fā)生變化的情況下，通過現(xiàn)場檢測，并結(jié)合規(guī)范的規(guī)定可以看出，原材及其配合比對于路面結(jié)構(gòu)的影響是非常大的;但是如果沒有根據(jù)具體的工程性質(zhì)，合理地選擇原材料的摻量，就會導(dǎo)致其與最佳的綜合指標(biāo)相差很大，這也會造成后期的修復(fù)難度加大。所以說，需要從根本上找出原因，然后制定出有效的解決方案來解決問題。

結(jié)語

本文以水泥砼為研究對象，主要對其組成成分以及對原材料的影響因素進(jìn)行了分析，并針對這些影響因素，提出了一些相應(yīng)的建議和措施。希望可以提高道路的耐久性，延長路面的壽命和質(zhì)量。同時也為相關(guān)技術(shù)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭敬業(yè)，賈海洋.水泥砼路面抗鹽凍性能研究[J].公路與汽運，2020（01）：81-84+97.

[2]郭敬業(yè)，賈海洋.水泥砼路面抗鹽凍性能研究[J/OL].公路與汽運，2020（01）：81-84+97.

[3]趙婷.公路水泥砼路面修復(fù)處理方案剖析[J].四川水泥，2019（02）：15+14.

（作者單位：1.陜西省韓城公路管理局;2.渭南沙王大橋養(yǎng)護(hù)管理站）