【doc】公路工程砌筑砂浆配合比设计若干问题的探讨

公路工程砌筑砂浆配合比设计若干问题的探讨1999年第3期东交通总第59期JIGU0NGC0NGLNAOTONG公路工程砌筑砂浆配合比设计若干问题的探讨尤庆忠铁十一局四处广东乳豫512729何茂成广东省高速公路公司广州510100【摘要】在公路工程中砌筑砂浆是广泛使用的建筑材料之一目前,交通部尚未颁布有关规程和试验方法阐述了公路工程砌浆配合比设计方面的现状及存在问题,对如何规范公路工程砌筑砂浆配合比设计的方法作出建议美T词套路工程砌筑砂隶配合比L问题的提出在公路工程中铁路工程,水利工程亦然砌筑砂浆是广泛使用的一种建筑材料,其所消耗的水泥数量约占整个工程水泥消耗量的30左右砌筑砂浆配合比的设计是否得当,不仅直接影响着砌筑工程的质量,而且对工程造价的高低也有着十分密切的关系当前我国公路建设已进人快速发展的新时期,砌筑圬工的数量与日俱增,如何规范公路工程砌筑砂浆配台比设计的方法,是一个迫切的问题目前,交通部尚未颁布“公路工程砌筑砂浆配台比设计规程“以及“砂浆基本性能试验方法“等行业标准,实践中只能参照其它行业标准或传统方法进行砂浆配合比设计和试验或按照国家建设部颁行的砌筑砂浆配台比设计规程JGJ9896和建筑砂浆基本性能试验方法J册一9O来进行操作因执行的标准不一致,所以得出的结果各异,造成一定程度的混乱其中建设部的规程和方法主要“适用于工业与民用建筑及一般构筑物中砌筑砂浆的配合比设计“砌筑的主要对象是粘土砖和小型砌块,而公路工程砌筑砂浆主要用于砌石工程且多为形状不规则的浆砌片石施工对象和环境条件不同,决定了公路工程砌筑砂浆的配比设计和性能试验,不宜完全照搬建设部的行业标准2公路工程砌筑砂浆应有的品质在砌体中砂浆的作用是把分散的砖,石,预制砌块粘结成一个牢固的整体以承受外力的作用而公路工程又处在露天野外,风雨侵蚀,流水冲刷和重载振动的恶劣环境中,所以对砌筑砂浆的品质应有更高的要求1砂浆强度应能满足设计要求2砂浆应有良好的和易性适宜的稠度和较好的保水性3砂浆硬化后应该是致密不透水的4砂浆应有较好的耐久性3砌筑砂浆的强度公式问题在交通部已颁布的有关公路工程的规范或规程中,只有公路桥涵施工技术规范JTJ04189提到了砌筑砂浆配合比问题该规范第L2313条规定“砂浆的配合比应通过试验确定,可采用质量比或体积比“但并未给出计算公式和试验方法,不具备可操作性同样,铁路混凝土及砌石工程施工规范TAJ21086也只在第LO14条规定“砂浆配合比应通过试51999年第3期广东公路交通总第59期验选定“,也未给出计算公式和试验方法现在施工单位只能依据JGJ9896和JGJ7090该“规程“推荐的砂浆强度公式如下QO1式中仉一每砂浆的水泥用T/KG/M3,吼一砂浆的试配强度/MPA厶一水泥的实测强度,精确至0IMPAA,B一砂浆的特征系数,对于水泥砂浆,A103,B35由1式可推导出,B10002J一例如,某砌石工程需设计M75水泥砂浆配合比,使用材料普硅425水泥,实浏强度47IMPA,L中砂,细度模数28,堆积密度1450KG/M设砂浆的试配强度,M87MPA代人公式1则QO10VKG/M3103471LEE“一当然,这个水泥用量如果不加掺合料是根本拌不成水泥砂浆的为此,规程第5143条又规定“当计算出水泥砂浆中的水泥用量不足200KG/M3时,应按200KG/采用“现根据这个最小水泥用量按2式反算水泥砂浆应达到的强度,啊塑35132MPA一1000一应该说以200KG/M3的水泥用量能配制出这个强度的水泥砂浆,结果是令人满意的了,然而我们实际试配的结果却与此相差甚远现将我们的试验结果列于表1裹1配制砂浆水泥用量试验结果注水泥为普硅47R,480MPA砂为河砂,知度模数为290质量极佳从我们多次试验及现场施工实践来看,按JGJ9896“规程“所给定的公式计算出的水泥用量难以配制出强度合格的水泥砂浆4砂浆的稠度和用水量问题公路桥涵施工技术规范JTJ04189第12214条对于砂浆稠度是这样规定的“其稠度以标准圆锥体沉入度表示,用于石砌体时宜为57ERO“铁路砼及砌石工程施工规范耶T086第1012条的规定为47根据我们长期施工实践,认为砌石砂浆的稠度宜为35EM这样的砂浆较干稠,能适应“挤浆法砌片石“的操作工艺,砌体强度高,不易发生收缩裂缝而当稠度达到57CM时,砂浆就显得过分稀软了水泥砂浆的用水量,建设部规程推荐采用260300KG/M3,这个数值基本符合实际情况,61999年第3期尤庆忠何茂成公路土程砌筑砂浆配合比设计若干问题的探讨总第59期应视砂的粗细而定我们经过大量试验,制定了一个用水量参考表见表2表2水泥砂浆用水量参考表5砂浆试件的制作问题公路桥涵施工技术规范JTJ04189中仅规定“砂浆标号为707CM707CM707CM试件标准养护28天的抗压强度“,未规定试件制作方法建设部的标准中则明确规定“制作砌筑砂浆试件时,将无底试模放在预先铺有吸水性较好的纸的普通粘土砖上砖的吸水率不小于IO,含水率不大于2“实际上在公路工程和铁路工程中长期以来绝大多数是采用有底铁试模制作砂浆试件的这是一个十分重要的问题,因为两种不同的制作方法对试件强度的影响非常之大甘肃省一建公司曾作过对比试验,颇能说明问题现将其试验结果列于表3表3表明,有底试模制作的试件其表3有底与无底试模对比试验抗压强度只有无底试模试件的60左右我们认为公路工程砌石砂浆试件制作,应采用有底试模较为合乎实际6最小水泥用量问题公路桥涵施工技术规范JTJ04189对于砌筑砂浆未规定最小水泥用量,建设部的砌筑砂浆配合比设计规程JGJ9896以下简称砂浆规程第405条规定“水泥砂浆中水泥用量不宜小于2O0K异/“该规程第5I6条的条文说明中又指出“砂浆中的水,胶结料和掺加料是用来填充砂子中的空隙的“我们认为,200KM3水泥既不能满足砌筑砂浆的和易性,保水性,密实性和耐久性的要求,也不足以填满砂子中的空隙根据我们的试验,要想填满1砂浆中砂粒间的空隙并包裹砂粒的表面,所需要的胶结料总量应不少于35OB因为砂浆的用水量只要保证其适宜稠度就够了,不能任意增大一般在250280K之间那么,1砂浆除去砂的体积,除去水的体积,除去砂浆中包含的35的气泡体积,剩余的空隙体积约100120L设胶结料水泥的密度为3031,则其重量约为350KG7LM3砌筑砂浆的用砂量问题砂浆规程第516条条文说明指出“1M3干燥状态的砂子的堆积密度,也就是1砂浆的砂子用量“据我们试验在多数情况下并非如此事实是1M3干燥状态砂子的堆积密度不足1M3砂浆的砂子用量因为砂子颗粒在砂浆中的排列状态不同于其在干松状态下的排列砂子在砂浆中的密度大于其千松状态时的密度而小于其紧密状态下的密度,较接近于充水饱和状态下的密度所以当砂浆中的胶结料较少时少于3504OOKE,/必须用多于1的千砂才能配制出1的砂浆现将我们的试验结果列于表471999年第3期广东公路交通总第59期囊4用砂量试验结果往拳中砂的体积是指干松状态下的体积,以为单仕8几点建议81公路工程南石砂浆配合比的设计建议按以下方法和步骤1砌筑砂浆试配强度厶的计算11F,式中一砂浆的设计强度等级A2按以下公式计算砂浆强度和水灰比02巩C/W一048W/C029F式中一水泥的实测强度,精确至01MPA厶一砂浆的试配强度/MPA3根据砂的粗细估算用水量可参考表24计算I砂浆的水泥用量CK5计算砂的用量S假定砂浆的密度为2LOOKG/MA,则S2100一一CKG/36计算砂浆的基准配合比7进行试配,调整和强度检验试配时应采用至少3个配合比其中1个为基准配合比,另外2个为按基准配合比的水灰比各增减01后重新计算出的配合比8确定实际虚用的配合比将上述3个配合比进行试拌校正翻作标准试件,在标准状态下养护28D,做抗压强度试验,绘制出强度与水灰比关系曲线,从中选定实际应用的水灰比和配合比82砂浆试件的翻作1制作劫石砂浆试件应用有底金属试模,其尺寸为7町一X7O7X7O7CTN试模内81999年第3期尤庆忠何茂成公路工程砌筑砂浆配合比设计若干问题的探讨总第59期部先涂以薄层机油,以6块为一组2将拌好的砂浆一次装人试模,用直径1012NMT,长350NML的铁捣棒捣插24次后,用抹刀在侧面捣插6次,然后将表面大致抹平略高出23MM3静置30MIN左右,将表面多余的砂浆刮平并抹光474H后即可拆模,进行标准养护83配制砌筑砂浆宜使用“砌筑水泥“前面谈到,砌筑砂浆的最小水泥用量应为350KG/M这固然可以保证其强度,和易性,保水性和耐久性,但在经济上很不合算,而且也大大超过了现行的“材料消耗定额“同时也会出现“超强“现象造成这种状况的主要原因是市场供应的水泥标号与设计的砂浆强度等级不匹配在公路工程中,砌筑砂浆以M50和M75为主通常水泥强度为砂浆强度的23倍较为合理为此,国家建材总局在1982年就颁布了砌筑水泥国家标准GB318382,规定了125,172,225三个标号现在最低为325水泥可惜生产砌筑水泥的厂家极少,市场上很难购到施工单位不得不用425水泥去配制砂浆,以致增加了工程成本,降低了砂浆的质量解决这个问题的办法最根本的还是由各地建材主管部门将一些生产经营不景气的“小水泥“转产砌筑水泥,满足市场需要也可由施工单位在工地加工一部份“磨细矿物掺合料“掺到砂浆中去,既降低了成本,又改善了砌筑砂浆的质量我们在广东粤北地区利用水淬高炉矿渣配以激发剂和增强剂制成的SK粉,用于公路砌筑砂浆,取得很好的经济技术效果收稿日期19981229七七七七七七七七七七七七七上接第4页建立长期观测路段可以进行路基,路面,材料,荷载,结构等全方位研究,是对现行理论体系及设计方法最好的检验我省在公路建设方面走在全国的前列,这仅在量上笔者认为在抓量的同时也应该注重质的提高,即也应该在公路技术研究方面走在全国的前列,尤其在类傲于此重大项目的研究方面5结语目前,我省在高等级公路很多路段铺筑了沥青路面沥青结构层薄者LLCM,厚者选32CM而且出现了多种结构,显示出设计的巨大随意性有的结构设计合理,使用效果较好,为今后沥青路面设计提供了经验,而有的结构则存在较多问题,实际投人运营也在短时间内出现了伺题标准结构最大特点是具有地