原材料對彎拉強(qiáng)度的影響

原材料對彎拉強(qiáng)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(xì)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(qiáng)度的影響也不盡相同，所以對水泥的強(qiáng)度、安定性、凝固時間等主要指標(biāo)進(jìn)行了檢測，并對其進(jìn)行了檢測，并對其在進(jìn)入現(xiàn)場后的每批水泥進(jìn)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(jì)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(qiáng)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(yán)格控制，對重流量不能超過7%而鐵、鋁酸四鈣的后期強(qiáng)度增加，易碎，增加可有助于水泥的彎曲強(qiáng)度，但不能低于15%，因?yàn)閾饺敫G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?yàn)樘厥馑嗟慕M成和含量的控制都是為了提高混凝土的抗彎強(qiáng)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(qiáng)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(jì)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(qiáng)度為6.5MPa、7MPa、7.5MPa。水灰比、水泥用量固定時，試件的抗彎強(qiáng)度隨水泥等級的增加而增大。在混凝土配合比設(shè)計(jì)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(qiáng)度產(chǎn)生不利的影響，而且水泥用量太大也不經(jīng)濟(jì)。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，水泥膠砂的抗折強(qiáng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)等級一般為4.0～4.5MPa，對應(yīng)的配制強(qiáng)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(jì)等級一般為5.0～5.5MPa，對應(yīng)的配制強(qiáng)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(qiáng)度的影響要比抗壓強(qiáng)度大，進(jìn)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(xì)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(jì)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(jìn)行了嚴(yán)格的控制。重型運(yùn)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度等級5.0MPa）的路面混凝土?xí)r，不能使用鵝卵石，否則其強(qiáng)度保證率就會降低。（2）強(qiáng)度：在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，碎石必須具備一定的強(qiáng)度?？梢愿鶕?jù)巖石的壓縮強(qiáng)度和破碎值來確定其強(qiáng)度。一般認(rèn)為，粗骨料的抗壓強(qiáng)度應(yīng)該不低于水泥路面的抗折強(qiáng)度的1.5倍。在高速公路、一級公路中，最低抗壓強(qiáng)度為5.5的混凝土，其抗壓強(qiáng)度必須大于40MPa，而粗集料的抗壓強(qiáng)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(qiáng)度的一個間接指標(biāo)，如果集料中的纖維含量過高，那么其強(qiáng)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(dá)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(jī)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(qiáng)度逐漸減小，而其彎曲強(qiáng)度也隨之減小。結(jié)果表明：76mm骨料的結(jié)合強(qiáng)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(qiáng)度逐漸減小，最大顆粒直徑由20mm增加到63mm，抗折強(qiáng)度下降約30%。降低粗骨料的最大粒徑可以促進(jìn)混凝土的抗彎強(qiáng)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(shí)度得到改善，從而改善混凝土的抗彎強(qiáng)度。在公路砼配合比設(shè)計(jì)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(jī)械咬合力更大，對混凝土的彎曲強(qiáng)度有很大的促進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度等方面對土壤含水量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。《公路水泥混凝土路面施工技術(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?jǐn)?shù)小于1%。3、細(xì)集料砂的細(xì)度模數(shù)的影響結(jié)果表明：砂粒越粗，其抗彎強(qiáng)度就越小，砂粒越粗，砂粒對其承載能力的貢獻(xiàn)越大