任务5-2-1道路水泥混凝土性能及配合比设计

1、任务任务5-2-15-2-1道路水泥砼性能及配合比设计道路水泥砼性能及配合比设计n道路水泥混凝土道路水泥混凝土：满足混凝土路面摊铺满足混凝土路面摊铺机工作性、弯拉强度、耐久性与经济性机工作性、弯拉强度、耐久性与经济性要求的水泥混凝土材料。要求的水泥混凝土材料。一、道路水泥混凝土原材料一、道路水泥混凝土原材料1 1、水泥、水泥水泥品种水泥品种n水泥是直接影响混凝土施工性质、强度和耐久性、早期干缩水泥是直接影响混凝土施工性质、强度和耐久性、早期干缩和抗磨性的重要材料。和抗磨性的重要材料。n特重、重交通等级的水泥混凝土宜采用特重、重交通等级的水泥混凝土宜采用旋窑道路硅酸盐水泥旋窑道路硅酸盐水泥，可用

2、可用旋窑硅酸盐水泥旋窑硅酸盐水泥或或普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥。中、轻交通的路面。中、轻交通的路面可采用矿渣硅酸盐水泥。可采用矿渣硅酸盐水泥。n低温施工、有快凝要求的路段可采用低温施工、有快凝要求的路段可采用R R型早强水泥型早强水泥，一般情，一般情况宜采用普通硅酸盐水泥。况宜采用普通硅酸盐水泥。n水泥用量不得小于水泥用量不得小于300kg /m300kg /m3 3（非冰冻地区）或（非冰冻地区）或320kg320kg /m /m3 3（冰冻地区）。（冰冻地区）。 （2）水泥的强度等级）水泥的强度等级n应正确选择水泥的强度，使水泥的强度等级与应正确选择水泥的强度，使水泥的强度等级与所配制的混

3、凝土的强度等级相匹配。所配制的混凝土的强度等级相匹配。2 2、粉煤灰、粉煤灰n在路面混凝土中可以采用技术符合规定的电收尘在路面混凝土中可以采用技术符合规定的电收尘、级级干排或磨细低钙粉煤灰。干排或磨细低钙粉煤灰。n不得采用湿排或潮湿粉煤灰，严禁使用已经结块的湿排粉不得采用湿排或潮湿粉煤灰，严禁使用已经结块的湿排粉煤灰。煤灰。3 3、粗集料、粗集料质量要求：质量要求：坚硬、耐久、洁净的碎石和卵石，是混坚硬、耐久、洁净的碎石和卵石，是混凝土的主要组成材料，也是影响混凝土强度的重要凝土的主要组成材料，也是影响混凝土强度的重要因素之一。因素之一。n粗集料在混凝土中起粗集料在混凝土中起骨架作用骨架作用，

4、必须具有足够，必须具有足够的强度和坚固性。的强度和坚固性。n不同强度等级混凝土选用不同不同强度等级混凝土选用不同技术等级技术等级的集料；的集料；其其有害杂质有害杂质：含泥量、泥块、硫化物、硫酸盐、：含泥量、泥块、硫化物、硫酸盐、有机质等必须控制。有机质等必须控制。n重要结构物应进行碱活性检验。重要结构物应进行碱活性检验。级配与最大粒径级配与最大粒径n为了提高路面混凝土为了提高路面混凝土抗弯拉强度抗弯拉强度，防止混凝土拌，防止混凝土拌合物离析，减少摊铺机的机械磨损，提高混凝土合物离析，减少摊铺机的机械磨损，提高混凝土的抗冻性及耐磨性，粗集料的的抗冻性及耐磨性，粗集料的最大粒径不宜过大最大粒径不宜

5、过大。n水泥混凝土集公称最大粒径不应大于水泥混凝土集公称最大粒径不应大于31.5mm（碎石）或（碎石）或19.0mm(卵石卵石)。 n要控制要控制小于小于0.0750.075的石粉含量的石粉含量不得大于不得大于1 1，控，控制针片状颗粒含量。要保证粗集料能形成骨架密制针片状颗粒含量。要保证粗集料能形成骨架密实结构，保证抗弯拉强度、干缩变形等。实结构，保证抗弯拉强度、干缩变形等。4 4、细集料、细集料品种和质量要求品种和质量要求n混凝土细集料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁混凝土细集料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的净的天然砂天然砂、机制砂机制砂或或混合砂混合砂。n特重和重交通混凝土路面使用

6、特重和重交通混凝土路面使用河砂河砂，砂的细度模数砂的细度模数不宜小于不宜小于2.5，砂的硅质含量不应低于砂的硅质含量不应低于2525。n机制砂不得使用软质岩石破碎；机制砂不得使用软质岩石破碎；淡化海砂淡化海砂只能用于只能用于二级以下素混凝土面层和基层。二级以下素混凝土面层和基层。级配与细度模数级配与细度模数n路面用细集料的颗粒组成应符合路面用细集料的颗粒组成应符合中砂中砂级配范围要求。级配范围要求。n水泥混凝土路面通车水泥混凝土路面通车1 12 2年后，年后，水泥石水泥石将先于细集将先于细集料被磨损，所以，凸起的砂颗粒为路面提供足够的料被磨损，所以，凸起的砂颗粒为路面提供足够的横向力系数和抗滑

7、性能。横向力系数和抗滑性能。n当砂当砂过细过细时，磨损后抗滑力过低，影响路面安全。时，磨损后抗滑力过低，影响路面安全。当砂当砂过粗过粗时，将引起混凝土拌合物严重泌水、路面时，将引起混凝土拌合物严重泌水、路面细度模数对混凝土性质影响较大，施工时应分开堆放，细度模数对混凝土性质影响较大，施工时应分开堆放，并根据砂的细度模数的变化选择使用。并根据砂的细度模数的变化选择使用。5 5、外加剂、外加剂n外加剂应达到规定的要求。外加剂应达到规定的要求。n高效减水剂高效减水剂减水率应达到减水率应达到15%15%，引气减水剂减水率，引气减水剂减水率应达到应达到12%12%。路面、桥面应选用。路面、桥面应选用减水

8、率大减水率大、坍落度坍落度损失小、损失小、可调控凝结时间可调控凝结时间的复合减水剂，必须进的复合减水剂，必须进行水泥适应性检验。行水泥适应性检验。n冰冻地区冰冻地区的混凝土中必须掺加的混凝土中必须掺加引气剂引气剂。6 6、拌和用水、拌和用水n可用可用饮用水饮用水、清洁的天然水、地下水、海水及、清洁的天然水、地下水、海水及经适当处理后的工业废水。经适当处理后的工业废水。n水中水中有害杂质有害杂质如：油脂、糖类等。影响水泥正如：油脂、糖类等。影响水泥正常凝结和硬化。常凝结和硬化。n海水海水不得用于拌制不得用于拌制钢筋混凝土钢筋混凝土和和预应力混凝土预应力混凝土。当水质有疑问时应检验符合指标后方可适

9、用。当水质有疑问时应检验符合指标后方可适用。2 2、路面普通混凝土配合比设计指标、路面普通混凝土配合比设计指标设计弯拉强度标准值n路面水泥混凝土的强度以28d龄期的弯拉强度控制，当混凝土浇注90d内不开放交通时，可采用90d龄期的弯拉强度。n混凝土弯拉强度标准值fcm按其概率分布0.85分位值确定，具体要求见按表5-31 。二、道路水泥混凝土配合比设计二、道路水泥混凝土配合比设计n水泥混凝土路面用混凝土配合比水泥混凝土路面用混凝土配合比设计方法：设计方法：按按公路水泥混凝土路面施工技术规范公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG (JTG F302003)F302003)的规定，以的规定，以抗弯

10、拉强度抗弯拉强度（也称抗折（也称抗折强度）为主要强度指标，强度）为主要强度指标，抗压强度抗压强度作为参考指作为参考指标。标。n路面用水泥混凝土配合比设计应满足路面用水泥混凝土配合比设计应满足四项基本四项基本要求：要求：抗弯拉强度；工作性；耐久性和经济性。抗弯拉强度；工作性；耐久性和经济性。路面混凝土配合比设计步骤路面混凝土配合比设计步骤n1、初步配合比的计算、初步配合比的计算n确定混凝土的配制抗弯拉强度确定混凝土的配制抗弯拉强度n 各交通等级路面的各交通等级路面的28d设计弯拉强度标准值设计弯拉强度标准值应符应符合合公路水泥混凝土路面设计规范公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D402002)

11、的规定。按下式计算的规定。按下式计算配制配制28d抗弯拉强度抗弯拉强度的均值。的均值。 tsCffvrc04.11计算水灰比计算水灰比n 混凝土拌和物的混凝土拌和物的水灰比水灰比，根据粗集料类型、混凝，根据粗集料类型、混凝土的配制抗弯拉强度和水泥的实际抗弯拉强度，土的配制抗弯拉强度和水泥的实际抗弯拉强度，碎石或碎卵石混凝土按下碎石或碎卵石混凝土按下左式左式计算，卵石混凝土计算，卵石混凝土按下按下右式右式计算。计算。scffCW3595. 00097. 15684. 1scffCW4709. 05492. 12618. 1混凝土满足耐久性要求的最大水灰（胶）比和最小水泥用量混凝土满足耐久性要求的

12、最大水灰（胶）比和最小水泥用量 计算单位用水量计算单位用水量 n混凝土拌和物每混凝土拌和物每1m3的用水量，根据的用水量，根据坍落度坍落度，对，对碎石混凝土碎石混凝土和和卵石混凝土卵石混凝土按下面按下面经验公式经验公式计算单计算单位用水量：位用水量：PLoSWCSW61. 027.11309. 097.104碎石混凝土PLoSWCSW00. 124.11370. 089.86卵石混凝土计算单位水泥用量计算单位水泥用量n单位水泥用量单位水泥用量下式计算，并取下式计算，并取计算值计算值与耐久性规与耐久性规定值两者中的定值两者中的大值大值，并同时满足，并同时满足最大单位水泥用最大单位水泥用量量不宜大

13、于不宜大于400kg/m3，最大单位胶材总用量不，最大单位胶材总用量不宜大于宜大于420kg/m3的规定。的规定。WCWCOO计算砂石用量计算砂石用量n砂石用量砂石用量可按密度法或体积法计算。按可按密度法或体积法计算。按密度法密度法计算计算时，混凝土单位质量可取时，混凝土单位质量可取24002450 kg/m3；按按体积法体积法计算时，应计入设计含气量。计算时，应计入设计含气量。n采用采用超量取代法超量取代法掺用粉煤灰时，超量部分应代替砂，掺用粉煤灰时，超量部分应代替砂，并折减用砂量。并折减用砂量。n经计算得到的配合比，应验算单位经计算得到的配合比，应验算单位粗集料填充体积粗集料填充体积率率，

14、且不宜小于，且不宜小于70%。配合比调整配合比调整n试拌调整试拌调整n按初步配合比配制混凝土拌和物。测定混凝土拌按初步配合比配制混凝土拌和物。测定混凝土拌和物的和物的稠度稠度，同时观察拌和物的，同时观察拌和物的粘聚性粘聚性和和保水性保水性。当不符合要求时，应进行调整。当不符合要求时，应进行调整。强度校核强度校核 n工作性满足要求的工作性满足要求的基准配合比基准配合比，混凝土的强度不，混凝土的强度不一定符合要求，所以应对混凝土强度进行检验。一定符合要求，所以应对混凝土强度进行检验。混凝土强度进行检验时至少采用混凝土强度进行检验时至少采用三个不同的配合三个不同的配合比比。其中一个是基准配合比，另两

15、个配合比的水。其中一个是基准配合比，另两个配合比的水灰比则分别增加及减少灰比则分别增加及减少0.03或或0.02，用水量应，用水量应与基准配合比相同，与基准配合比相同，砂率砂率可分别增加及减少可分别增加及减少1%。三组试件经标准养护三组试件经标准养护28d，测其，测其抗弯拉强度抗弯拉强度，选，选定既满足定既满足设计要求设计要求，又节约水泥的配合比为试验，又节约水泥的配合比为试验室配合比。室配合比。施工配合比的换算施工配合比的换算 n根据现场砂石的根据现场砂石的含水量含水量将试验室配合比换算为将试验室配合比换算为施施工配合比工配合比。路面水泥混凝土配合比设计方法例题路面水泥混凝土配合比设计方法例

16、题公路水泥混凝土路面施工技术规范公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG F30-2003JTG F30-2003） 1 1、确定混凝土的配制强度、确定混凝土的配制强度f fcf,ocf,o 式中：式中：f fcf,kcf,k- -混凝土抗折强度标准值（混凝土抗折强度标准值（MPaMPa）；）； c cv v- -混凝土抗折强度变异系数；混凝土抗折强度变异系数； t-t-保证率系数；保证率系数； s-s-混凝土抗折强度的标准差（混凝土抗折强度的标准差（MPaMPa） )(67. 54 . 061. 0075. 004. 11504. 11,MPatscffvkcfocf2 2、计算水灰比、计算水灰比W/CW/CW/C=1.5684/ (fW/C=1.5684/ (fcf,ocf,o+1.0079-0.3595f+1.0079-0.3595fce,fce,f) =0.44) =0.44查查T3-27，（，（W/C）max= 0.44,耐久性合格，取耐久性合格，取 （W/C）= 0.44。3.Mx=2.64，在，在2.52.8之间，之间，Sp=32%36%,取取Sp =34%4.计算水的用量