道路混凝土抗折强度的影响因素

1、道路混凝土抗折强度的影响因素1前言众所周知， 商品混凝土 是一种脆性材料，抗折强度远低于抗压强度( 约为抗压强度的 1/6 1/10) 。提高以抗折强度为主要技术指标的道路商品混凝土性能，在水泥商品混凝土路面广泛应用的今天，具有很重要的意义。本文在阅读有关文献的基础上，结合自己的研究，从原材料、掺合料、外加剂及配合比设计等方面，综合分析探讨了道路商品混凝土抗折强度的影响因素。2 原材料组成道路商品混凝土的原材料，与普通商品混凝土基本相同，主要有胶凝材料 ( 水泥 ) 、粗细集料 ( 砂、石 ) 等。由于道路商品混凝土的某些特殊性，对普通商品混凝土性能影响不大的原材料，对道路商品混凝土却影响显着

2、。因此，对原材料的性能有一定的要求。2.1水泥水泥品种水泥作为商品混凝土胶凝材料，其质量的好坏在很大程度上决定了商品混凝土性能的优劣。为提高道路利用率，增强商品混凝土耐久性，应选用早期强度高、耐磨性强、抗冻性好的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或专用道路水泥，对中等或轻交通路面( 设计抗折强度等级4.5MPa以下 ) ，也可采用矿渣水泥。水泥强度等级水泥强度等级的选用，应从商品混凝土试配强度、和易性、耐久性及经济性等方面考虑。不宜用低标号水泥配制高强度等级商品混凝土，否则水泥用量大，商品混凝土收缩大，耐久性差; 也不宜用高标号水泥配制低强度等级商品混凝土，否则水泥用量少，商品混凝土和易性和耐

3、久性差，而要增加水泥用量，会造成水泥浪费，成本提高。按照路面交通等级，道路商品混凝土设计的抗折强度一般在 4.0 5.5MPa 之间。根据经验，抗折强度设计等级为4.0 4.5MPa时，应选用 32.5 级水泥 ( 相当于原国家标准425#水泥 ) ；设计等级为5.0 5.5MPa时，应选用 42.5 级水泥 ( 相当于原国家标准525#水泥 ) 。2.2粗集料粗集料品种与普通商品混凝土相同，道路商品混凝土所用粗集料通常为卵石或碎石。卵石商品混凝土拌合物和易性比碎石好，在相同的水灰比下，单位用水量和水泥用量较少，但抗折强度低。资料表明，碎石商品混凝土抗折强度要比卵石商品混凝土高 30%左右。这

4、是因为卵石表面光滑，与胶砂粘结面的粘结力低于表面粗糙的碎石与胶砂的粘结力，形成了商品混凝土中最为薄弱的抗拉粘结面。从商品混凝土折断面也可看出，卵石从砂浆中被“干净”地剥离出来，表面几乎没有粘结砂浆。笔者从有关研究结果分析，不宜用卵石配制高抗折强度等级( 5.0MPa)的道路商品混凝土，否则，强度保证率不高。粗集料最大粒径粗集料最大粒径直接影响着商品混凝土拌合物和易性。粒径增大，拌合物易离析泌水，与砂浆界面的粘结强度下降，抗折强度降低。资料报道，粒径76mm集料的粘结强度仅是13mm集料颗粒粘结强度的1/10 。研究表明，在相同的水灰比下，商品混凝土抗折强度随最大粒径增大而降低，粗集料最大粒径从

5、20mm增至 63mm，商品混凝土抗折强度下降了30%左右。减小粗集料最大粒径，有助于提高商品混凝土抗折强度，但过小的粒径会使比表面积增大，需要润湿的水量和包裹其表面的水泥浆量增加，不仅不经济，也会引起商品混凝土干缩变大。综合商品混凝土质量和成本两方面考虑，最大粒径取40mm较为理想。粗集料级配粗集料级配对商品混凝土抗折强度的影响主要体现在两个方面：(1) 良好的级配可使粗集料获得较大的堆积密度，集料空隙少，需要填充空隙的浆体少，在相同的水泥浆量下，使商品混凝土拌合物获得更好的工作性和更大的密实度，进而提高商品混凝土抗折强度。(2) 良好的级配能使粗集料通过砂浆的粘结作用，相互之间保持较好的机

6、械咬合状态，有利于提高商品混凝土抗折强度。研究表明 4 ，在相同的水灰比下，单粒级碎石商品混凝土抗折强度比连续级配碎石商品混凝土的低。不宜用单粒级粗集料配制道路商品混凝土，无连续级配粗集料，也可用多种单粒级按适当比例混合使用。2.3细集料细集料对商品混凝土抗折强度的影响，也是体现在对商品混凝土工作性影响上。用砂偏粗 ( 如区砂 ) ，商品混凝土拌合物缺浆离析，保水性差; 用砂偏细( 如区砂 ) ，单位用水量和水泥用量大，拌合物易泌水，商品混凝土干缩大。选用细集料应同时考虑级配和细度模数两项指标，应采用级配处于区的中砂。实践证明，道路商品混凝土用砂的细度模数宜在2.6 2.8 之间。3 掺合料3

7、.1粉煤灰粉煤灰是商品混凝土中最常用的较廉价的掺合料。大量试验证明，掺加优质粉煤灰 ( 级以上 ) ，可极大地改善商品混凝土拌合物的和易性，较细的粉煤灰颗粒，能很好地填充到商品混凝土的细微孔隙中，硬化商品混凝土更加致密。由于粉煤灰含有大量的活性SiO2 和 Al2O3，能与水泥水化产物Ca(OH)2二次作用，生成稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶，使商品混凝土后期强度(28d 以后 ) 增长较快。但对道路商品混凝土而言，因早期强度低，不利于提高道路利用率，且耐磨性下降。可以说，粉煤灰道路商品混凝土，尤其是大掺量粉煤灰商品混凝土，仍是人们目前正在研究和开发的领域。3.2钢纤维道路商品混凝土也可掺加

8、钢纤维。据报道5 ，在商品混凝土中掺加大约2%(体积比 ) 的钢纤维，可使商品混凝土抗折强度提高1.5 1.8 倍，甚至高达2.5 3.0 倍，商品混凝土韧性提高10 倍以上。但钢纤维商品混凝土成本高，限制了其推广应用。4 外加剂为提高商品混凝土耐久性，常在商品混凝土中掺外加剂。道路商品混凝土常用的外加剂有引气剂、减水剂等。文献报道，只要在道路商品混凝土中正确使用引气剂，引气量适中，商品混凝土抗折强度不但不降低，还会有所提高，并在含气量 4% 4.5%处有峰值存在。相关研究也表明，商品混凝土抗折强度随含气量的增加，呈先增后减的变化趋势，在含气量4%5%之间有最大值。这说明，使用引气剂，并不一定带来抗折强度的降低。阮炯正等研制的NJH高效引气减水剂；陈拴发等自配的复合减水剂，都较好地改善了商品混凝土的抗弯曲性能，提高了商品混凝土的抗折强度。积极开发研制降