原材料對彎拉強度的影響

原材料對彎拉強度的影響構(gòu)成道路混凝土的原材料，大致與一般混凝土一樣，其主要成分為水泥、粗細集料（砂、石、砂）。由于路面混凝土的一些特殊性質(zhì)，原料對一般混凝土的性能影響較小，但對路面混凝土的影響較大。1、水泥的影響水泥作為混凝土膠凝材料其質(zhì)量的好壞在很大程度上決定了混凝土性能的優(yōu)劣。（1）水泥品種：由于不同水泥的組成、用量和用量等因素對其抗彎強度的影響也不盡相同，所以對水泥的強度、安定性、凝固時間等主要指標進行了檢測，并對其進行了檢測，并對其在進入現(xiàn)場后的每批水泥進行了化學(xué)成分檢測。水泥的主要成份有硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣、高爐渣、窯灰、粉煤灰、煤矸石、火山灰、粘土等。在混凝土配合比設(shè)計中，特別規(guī)定了鋁酸鈣、鐵鋁酸四鈣和外加劑的類型，以確保其抗彎強度。鋁酸三鈣因其水化率高、收縮率大，故其用量不宜太高，且用量要嚴格控制，對重流量不能超過7%而鐵、鋁酸四鈣的后期強度增加，易碎，增加可有助于水泥的彎曲強度，但不能低于15%，因為摻入窯灰、煤矸石、火山灰、粘土等材料的水泥收縮率高，膠結(jié)性差，因此，在路面混凝土中禁止摻燒窯灰、煤矸石、火山灰、粘土等。所以，在水泥路面工程中，必須選擇特殊的道路水泥，因為特殊水泥的組成和含量的控制都是為了提高混凝土的抗彎強度而特別制造的。對于特重、重的交通路面，應(yīng)選用旋窯式水泥。還可以使用旋窯和普通的硅酸鹽水泥。中、輕交通公路的路面應(yīng)選用普通的硅酸鹽水泥或礦渣型硅酸鹽水泥。在低溫條件下施工或需要快速通過的地區(qū)，可以選用R型水泥（早強膠），通常，由于R型水泥中含有大量的鋁酸鹽和收縮。（2）水泥等級：在道路混凝土配合比的設(shè)計中，一般采用42.5、52.5、62.5三種水泥級，對應(yīng)的膠砂抗折強度為6.5MPa、7MPa、7.5MPa。水灰比、水泥用量固定時，試件的抗彎強度隨水泥等級的增加而增大。在混凝土配合比設(shè)計中，應(yīng)選擇合適的水泥等級，避免水泥含量太高，會影響混凝土的均勻性和耐用性；另外，水泥等級太低，會造成收縮開裂，從而對混凝土的抗彎強度產(chǎn)生不利的影響，而且水泥用量太大也不經(jīng)濟。在混凝土配合比設(shè)計中，水泥膠砂的抗折強度等級一般為同水灰比混凝土試配比的1.5～2.0倍，一般增加2MPa。綜合以上幾個方面，中、輕交通抗彎強度設(shè)計等級一般為4.0～4.5MPa，對應(yīng)的配制強度一般為4.5～5.5MPa，宜選用42.5級（與原版525#水泥）；特重、重交通設(shè)計等級一般為5.0～5.5MPa，對應(yīng)的配制強度一般為5.5～6.5MPa，宜選用52.5級水泥（等同于國家625#水泥）。（3）水泥安定性：水泥的安定性對其抗彎強度的影響要比抗壓強度大，進而對水泥的安定性有更高的要求。如果混凝土的安定性差，會產(chǎn)生很大的收縮變形，使路面內(nèi)部產(chǎn)生更多的細裂縫，在連續(xù)荷載的作用下，路面中的裂縫會越來越大，從而產(chǎn)生斷裂，從而造成路面損壞。在混凝土配合比設(shè)計中，對水泥的穩(wěn)定性有較大的影響，尤其是對游離氧化鈣、氧化鎂、三氧化硫等進行了嚴格的控制。重型運輸混凝土中的氧化鈣、氧化鎂、三氧化硫的用量不得超過1.0%，不得超過5.0%不得超過3.5%。2、粗集料對抗折強度的影響（1）粗集料品種：與一般的混凝土一樣，用于路面的粗集料一般是鵝卵石和礫石。與碎石相比，卵石混凝土拌合劑和易性優(yōu)于碎石，在水灰比下，其單位水、水泥用量和用量都要小，但其抗折強度卻很低。結(jié)果表明，與卵石混凝土相比，碎石混凝土的抗彎強度提高約30%。這是由于鵝卵石的表面光潔，與砂巖的結(jié)合面比砂巖和砂巖的結(jié)合強度要低，從而成為混凝土中最脆弱的一種。通過對混凝土的折斷，可以看到，從灰泥中“干凈”地分離出了卵石，而在其表面上，很少出現(xiàn)粘合的灰泥，所以，在使用高抗折強度等級5.0MPa）的路面混凝土?xí)r，不能使用鵝卵石，否則其強度保證率就會降低。（2）強度：在保證混凝土強度的前提下，碎石必須具備一定的強度。可以根據(jù)巖石的壓縮強度和破碎值來確定其強度。一般認為，粗骨料的抗壓強度應(yīng)該不低于水泥路面的抗折強度的1.5倍。在高速公路、一級公路中，最低抗壓強度為5.5的混凝土，其抗壓強度必須大于40MPa，而粗集料的抗壓強度必須在60MPa以下，而在60MPa以下，則難以滿足要求。壓碎值是粗集料強度的一個間接指標，如果集料中的纖維含量過高，那么其強度和壓碎值就會降低?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》規(guī)定了高速公路、一級、二級公路和三級公路的三、四級公路、一級公路、二級公路和具有抗（鹽）凍要求的三、四級公路的粗集料，其碎石的破碎率不得超過15%，而鵝卵石的含量不能達到14%。選擇具有較少針片含量的粗集料，以控制壓碎率。（3）最大粒徑：粗骨料的最大粒度對混凝土的攪拌性能有很大的影響，隨著顆粒尺寸的增加，混合料容易產(chǎn)生分散性，在鋪裝過程中容易發(fā)生塌方，對攤鋪機布匹的攤鋪造成不利的影響。同時，隨著顆粒尺寸的增加，其與灰泥之間的結(jié)合強度逐漸減小，而其彎曲強度也隨之減小。結(jié)果表明：76mm骨料的結(jié)合強度只有13mm骨料的1/10。結(jié)果表明：在相同的水泥比例下，隨著最大顆粒直徑的增加，混凝土的抗彎強度逐漸減小，最大顆粒直徑由20mm增加到63mm，抗折強度下降約30%。降低粗骨料的最大粒徑可以促進混凝土的抗彎強度，但太小則會增加其表面的比表面積，同時還會導(dǎo)致混凝土的干燥收縮。從混凝土的質(zhì)量和造價兩個角度來看，一般的碎石最大公稱顆粒直徑不應(yīng)該超過31.5毫米，而鵝卵石的最大顆粒直徑不應(yīng)該超過19.0毫米，而在滑模攤鋪中，以26.5毫米的碎石和16毫米的鵝卵石作為比較理想的選擇。（4）級配：粗集料的級配對混凝土的抗彎承載力有較大的影響。①級配條件好，粗集料的堆積密度大，集料間隙小，需充填孔隙的漿體數(shù)量少，在同等數(shù)量的情況下，可使混凝土攪拌材料的工作性能、密實度得到改善，從而改善混凝土的抗彎強度。在公路砼配合比設(shè)計中，粗骨料的體積填充率應(yīng)大于70%。②級配的優(yōu)劣，可使粗骨料在水泥砂漿中的結(jié)合作用下，彼此間的機械咬合力更大，對混凝土的彎曲強度有很大的促進作用。結(jié)果表明：在相同的水泥比下，單粒級配碎石混凝土的抗折強度低于連續(xù)級配的碎石混凝土。在沒有連續(xù)級配的情況下，采用單一顆粒粗集料作為路面混凝土的方法是不合適的。（5）含土泥量：結(jié)果表明：粗骨料中的土對混凝土的抗彎承載力和縮量均有顯著的影響，其抗折強度隨含土量的增大呈線性下降趨勢，干縮率呈直線上升趨勢。因此，應(yīng)從降低收縮、提高抗彎強度等方面對土壤含水量進行嚴格的控制?！豆匪嗷炷谅访媸┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》中，一級碎石的含泥量小于0.5%，二級碎石質(zhì)量分數(shù)小于1%。3、細集料砂的細度模數(shù)的影響結(jié)果表明：砂粒越粗，其抗彎強度就越小，砂粒越粗，砂粒對其承載能力的貢獻越大