水泥路面技术PPT课件

1、 第一节 材料要求与混合料组成设计一、对水泥混凝土的基本要求二、混合料组成材料的要求三、接缝材料的要求四、钢筋五、混凝土配合比设计第1页/共42页一、对水泥混凝土的基本要求（一）工作性（施工和易性）（二）强度及耐久性（三）良好的表面功能第2页/共42页（一）工作性（施工和易性） 新拌混凝土：是不同粒径粒子的分散相在水介质中的一种分散系，具有弹-粘-塑性质。 工作性包括： 流动性满足输送和浇捣 可塑性不为外力作用产生脆断 稳定性不分层、泌水 易密性易于浇捣密实表征方法 坍落度 维勃稠度 捣实因素试验 改善措施： 调整材料组成 掺外加剂流变剂，促凝剂，缓凝剂 加强振捣第3页/共42页（二）强度及耐

2、久性 混凝土板承受行车荷载和温度梯度的作用，要求具有较高的抗弯拉强度，而抗弯拉强度又是影响混凝土路面使用寿命的首要因素交通类型交通类型特重特重重重中中轻轻抗弯拉强度抗弯拉强度 fcm(MPa)5.05.04.54.5弯拉摸量弯拉摸量Ec（GPa）30302828 影响混凝土抗弯拉强度的主要因素：组成材料的质量和配合比 承受行车荷载和冷热、干湿气候等因素的重复作用，因此要求混凝土路面具有足够的抗疲劳破坏作用，及较高的耐久性。 较高的水泥含量，较低水灰比，适宜的混合料组成。第4页/共42页（三）良好的表面功能 选用优质材料（包括填缝料）进行合理组成设计，使路面具有足够的抗滑、耐磨、平整性。第5页/

3、共42页水泥混凝土的基本性能要求新拌混凝土 工作性 组分离析性 成型初期混凝土 离析分层 混凝土的凝结硬化和放热 早期强度 早期冻害 早期收缩 早期开裂 早期脱模后的养护与强度发展规律 硬化混凝土的物理力学性能 强度 脆性 弹性模量与泊松比 干缩与徐变 体积稳定性 表观密度 含水率 热性能 声学、电学、放射线屏蔽性能 第6页/共42页水泥混凝土的基本性能混凝土的耐久性 抗渗性 抗冻性与耐低温性 耐磨蚀性 耐腐蚀性 混凝土在土壤中的腐蚀与强度发展规律 道路混凝土的特性： 抗折强度、胀缩性、耐磨性、工作性第7页/共42页二、混凝土组成材料的要求 组成材料有：水泥、细集料（砂）、粗集料（碎石）、水、

4、外加剂。（一）水泥（二）细集料（三）粗集料（四）水（五）外加剂第8页/共42页（一）水泥 要求：强度高、干缩性小、抗磨性、耐久性好 品种：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 标号：特重、重交通不小于525，其余交通不小于425 技术品质： C3A（铝酸三钙）5 C4AF（铁铝酸四钙）18%抗折性能 游离氧化钙1% 0.075mm筛余10% 初凝1.5h，终凝10h 水泥胶砂试件28天龄期干缩率不大于0.09 砂浆磨耗率1.0第9页/共42页（二）细集料 要求：高密度，小比面积，坚硬、洁净 河砂、机制砂、沉积砂和山砂 新拌混凝土适宜的工作性，混凝土具有一定的强度、耐久性好，节约水泥 1.级配级配分区级配

5、分区筛孔尺寸（筛孔尺寸（mm）1052.51.250.630.3150.16通过率（）通过率（）10090-10065-9535-6515-295-200-1010090-10075-10050-9035-598-300-1010090-10085-10075-9060-8415-450-10第10页/共42页 区粗砂 采用型砂时，应采用较区大的砂率，否则，内摩阻力大，保水差，不易捣实 区_中砂（偏粗细砂），一般用砂 区细砂（偏细中砂） 采用区级配时，应采用较区小的砂率，新拌混凝土粘性大、细软，易于插捣成型；比表面大，对工作性影响比较敏感。第11页/共42页 2.细度模数 定义：各号筛的累计筛

6、余百分率之和除以100 。52.51.250.630.3150.161()100100fAiMAAAAAA Mf3.13.7粗砂 Mf2.33.0中砂 Mf1.02.2细砂 Mf0.71.5特细砂 路用：采用Mf2.5以上的砂（中砂粗砂）细度模数只反映颗粒粗细程度，不反映颗粒组成第12页/共42页 3.杂质含量 包裹集料，妨碍水泥水化，产生不良的化学反应 项目项目技术要求技术要求级配级配满足要求满足要求含泥量含泥量3%硫化物及硫酸根含量硫化物及硫酸根含量1%有机物含量有机物含量不深于标准溶液的颜色不深于标准溶液的颜色云母含量云母含量2%细集料技术要求 第13页/共42页（三）粗集料 1.技术要

7、求 粗集料（碎石、砾石）应质地坚硬、耐久、洁净、符合一定级配。项目项目技术要求技术要求石料抗压强度石料抗压强度/混凝土弯拉强度混凝土弯拉强度1.3石料强度石料强度3级级针片状针片状15%硫化物及硫酸根含量硫化物及硫酸根含量1%含泥量含泥量1%磨耗率磨耗率5%第14页/共42页 针状：矿料长度大于宽度2.4倍 片状：厚度小于平均粒径的0.4倍 寒冷地区对坚固性有要求 在NaSO4中浸湿和烘干5次循环后重量损失，小于5（寒冷地区）或3（严寒地区） 防止碱集料反应（石料中）非晶质活性SiO2（水泥中）碱性氧化物（K2O、Na2O）潮湿环境KOHNaOH水解碱硅酸凝胶体破坏混凝土吸水膨胀 含有非晶质S

8、iO2的石料： 蛋白石方石英安山岩硅镁石灰岩等 集料针片状要求第15页/共42页一座桥何以只有二十年寿命？拆除前的西直门桥第16页/共42页第17页/共42页第18页/共42页第19页/共42页第20页/共42页 2.级配 连续级配 优点：密实、工作性优良、不离析 间断级配 优点：水泥用量少 缺点：易离折，强力振捣级级配配类类型型粒级粒级（mm）筛孔尺寸（筛孔尺寸（mm）40302520151052.5通过率（）通过率（）连连续续5-405-4095-10055-6939-5425-4014-275-150-52.5-302.5-3095-10067-7744-5925-4011-243-11

9、0-52.5-202.5-2095-10055-6925-405-150-5间间断断5-4095-10055-6939-5425-4014-2714-270-52.5-302.5-3095-10067-7744-5925-4025-403-110-52.5-202.5-2095-10025-4025-405-150-5第21页/共42页（四）水 一般饮用水不应含有油、碱、盐、有机物等 非饮用水： 硫酸盐含量2.7mg/cm3 含盐量5mg/cm3 PH4 海水禁止使用第22页/共42页（五）外加剂 1.流变剂分散剂（减水剂、流化剂） 作用改善混凝土流变性能 工作原理：加入流变剂后 工作性相同，

10、水灰比减少 水灰比不变，工作性改善提高：抗冻、抗磨、收缩性 一般减水剂：减水率1020 高效减水剂：减水率2530 分类： 标准型引气型缓凝型常用的有： 木质素减水剂（M剂）奈系列减水剂（NF、MF）水溶性树脂SM第23页/共42页 2.缓凝剂 3.引气剂 第24页/共42页第25页/共42页第26页/共42页粉煤灰混凝土纯水泥混凝土矿物掺合料的影响第27页/共42页三、接缝材料的要求 1.接缝板 接缝板：施工不变形，耐久性好。 胀缝：下部为接缝板，上部为填缝料 接缝板材料：松木板、软木板、橡胶、泡沫树脂标准具有压缩性，弹性混凝土膨胀时，不挤出，收缩时，不产生间隙耐腐蚀 2.填缝料 填缝料：粘

11、结力强，回弹好 可分为：加热方施工式常温施工式第28页/共42页 加热施工式 沥青橡胶类、聚氯乙烯胶泥、沥青玛蹄脂 常温施工式 聚氨脂焦油类乳化沥青橡胶类要求：同板壁粘结力强回弹性好不溶于水高温不溢低温不脆第29页/共42页四、钢筋 应用：拉杆、传力杆、补强钢筋 第30页/共42页五、混凝土配合比设计 板厚的计算以抗弯拉强度为依据 综合考虑：设计弯拉强度，耐久性，耐磨性、工作性，经济性 配合比设计任务：确定水灰比、用水量与砂率 设计步骤：初拟配合比，试拌，考察工作性，调整强度，耐久性试验调整设计配合比根据现场条件调整施工配合比第31页/共42页（一）设计方法 1.确定混凝土的配合比强度fc (

12、MPa) cicmfK f式中： fcm 设计弯拉强度； Ki 提高系数，1.101.15。特重特重重重中中轻轻fcm（ Mpa）5.05.04.54.5Ec（ Gpa）30302828第32页/共42页 2.计算灰水比/(1.00790.3485)/1.5684cscC Wff/(1.54920.4565)/1.2618cscC Wff碎石砼： 砾石砼： 抗弯拉强度抗弯拉强度抗压强度抗压强度3d7d28d3d7d28d5255.16.37.827.535.351.54254.35.57.122.027.541.7式中：fsc水泥胶砂弯拉强度 W/Cmax 公路、城市、厂矿道路0.5 机场道面

13、、高速公路 0.46 冰冻地区冬季施工 0.45重要性提高水灰比降低第33页/共42页 3.计算用水量（kg/m3） 碎石砼：W=104.97+3.09hs+11.27(C/W)+0.61Sr砾石砼：W=86.89+3.70hs+11.24(C/W)+1.00Sr式中：Sr砂率，查表 hs坍落度cm ，13cm水灰比水灰比碎石最大粒径（碎石最大粒径（mm）砾石最大粒径（砾石最大粒径（mm）204020400.429-3427-3225-3124-300.532-3730-3529-3428-33混凝土混合料砂率Sr范围（%）第34页/共42页 4.水泥用量 3(/)(/)CW C Wkg m

14、5.计算集料用量（绝对体积法） 31000/(/)1/(100)/ (1/)csrrgWSkg mSS(100)/rrGSSS 一般：C300kg/m3 425#，C=310340kg/m3 525#，C=300330kg/m3式中：w水的密度(g/cm3)(可取1)；c 水泥的密度(g/cm3)(可取2.93.1)；s 细集料的饱和面干密度(g/cm3)；g粗集料的饱和面干密度(g/cm3)；第35页/共42页 6.外加剂用量试拌试验确定 7.调整 1）试拌调整（工作性） 若工作性低于要求 则水灰比不变，增加水泥浆。 若工作性超过要求 则减少水泥浆；或砂率不变，增加砂石用量。 砂浆过多时 则酌量增加石子。 砂浆过少时 则酌量增加砂浆。 2）强度校核 工作性符合要求，增减水泥，捣制3组配合比的梁件，养生，试验 提高水泥标号； 减