原材料对弯拉强度的影响

原材料对弯拉强度的影响构成道路混凝土的原材料，大致与一般混凝土一样，其主要成分为水泥、粗细集料（砂、石、砂）。由于路面混凝土的一些特殊性质，原料对一般混凝土的性能影响较小，但对路面混凝土的影响较大。1、水泥的影响水泥作为混凝土胶凝材料其质量的好坏在很大程度上决定了混凝土性能的优劣。（1）水泥品种：由于不同水泥的组成、用量和用量等因素对其抗弯强度的影响也不尽相同，所以对水泥的强度、安定性、凝固时间等主要指标进行了检测，并对其进行了检测，并对其在进入现场后的每批水泥进行了化学成分检测。水泥的主要成份有硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、高炉渣、窑灰、粉煤灰、煤矸石、火山灰、粘土等。在混凝土配合比设计中，特别规定了铝酸钙、铁铝酸四钙和外加剂的类型，以确保其抗弯强度。铝酸三钙因其水化率高、收缩率大，故其用量不宜太高，且用量要严格控制，对重流量不能超过7%而铁、铝酸四钙的后期强度增加，易碎，增加可有助于水泥的弯曲强度，但不能低于15%，因为掺入窑灰、煤矸石、火山灰、粘土等材料的水泥收缩率高，胶结性差，因此，在路面混凝土中禁止掺烧窑灰、煤矸石、火山灰、粘土等。所以，在水泥路面工程中，必须选择特殊的道路水泥，因为特殊水泥的组成和含量的控制都是为了提高混凝土的抗弯强度而特别制造的。对于特重、重的交通路面，应选用旋窑式水泥。还可以使用旋窑和普通的硅酸盐水泥。中、轻交通公路的路面应选用普通的硅酸盐水泥或矿渣型硅酸盐水泥。在低温条件下施工或需要快速通过的地区，可以选用R型水泥（早强胶），通常，由于R型水泥中含有大量的铝酸盐和收缩。（2）水泥等级：在道路混凝土配合比的设计中，一般采用42.5、52.5、62.5三种水泥级，对应的胶砂抗折强度为6.5MPa、7MPa、7.5MPa。水灰比、水泥用量固定时，试件的抗弯强度随水泥等级的增加而增大。在混凝土配合比设计中，应选择合适的水泥等级，避免水泥含量太高，会影响混凝土的均匀性和耐用性；另外，水泥等级太低，会造成收缩开裂，从而对混凝土的抗弯强度产生不利的影响，而且水泥用量太大也不经济。在混凝土配合比设计中，水泥胶砂的抗折强度等级一般为同水灰比混凝土试配比的1.5～2.0倍，一般增加2MPa。综合以上几个方面，中、轻交通抗弯强度设计等级一般为4.0～4.5MPa，对应的配制强度一般为4.5～5.5MPa，宜选用42.5级（与原版525#水泥）；特重、重交通设计等级一般为5.0～5.5MPa，对应的配制强度一般为5.5～6.5MPa，宜选用52.5级水泥（等同于国家625#水泥）。（3）水泥安定性：水泥的安定性对其抗弯强度的影响要比抗压强度大，进而对水泥的安定性有更高的要求。如果混凝土的安定性差，会产生很大的收缩变形，使路面内部产生更多的细裂缝，在连续荷载的作用下，路面中的裂缝会越来越大，从而产生断裂，从而造成路面损坏。在混凝土配合比设计中，对水泥的稳定性有较大的影响，尤其是对游离氧化钙、氧化镁、三氧化硫等进行了严格的控制。重型运输混凝土中的氧化钙、氧化镁、三氧化硫的用量不得超过1.0%，不得超过5.0%不得超过3.5%。2、粗集料对抗折强度的影响（1）粗集料品种：与一般的混凝土一样，用于路面的粗集料一般是鹅卵石和砾石。与碎石相比，卵石混凝土拌合剂和易性优于碎石，在水灰比下，其单位水、水泥用量和用量都要小，但其抗折强度却很低。结果表明，与卵石混凝土相比，碎石混凝土的抗弯强度提高约30%。这是由于鹅卵石的表面光洁，与砂岩的结合面比砂岩和砂岩的结合强度要低，从而成为混凝土中最脆弱的一种。通过对混凝土的折断，可以看到，从灰泥中“干净”地分离出了卵石，而在其表面上，很少出现粘合的灰泥，所以，在使用高抗折强度等级5.0MPa）的路面混凝土时，不能使用鹅卵石，否则其强度保证率就会降低。（2）强度：在保证混凝土强度的前提下，碎石必须具备一定的强度。可以根据岩石的压缩强度和破碎值来确定其强度。一般认为，粗骨料的抗压强度应该不低于水泥路面的抗折强度的1.5倍。在高速公路、一级公路中，最低抗压强度为5.5的混凝土，其抗压强度必须大于40MPa，而粗集料的抗压强度必须在60MPa以下，而在60MPa以下，则难以满足要求。压碎值是粗集料强度的一个间接指标，如果集料中的纤维含量过高，那么其强度和压碎值就会降低。《公路水泥混凝土路面施工技术规范》规定了高速公路、一级、二级公路和三级公路的三、四级公路、一级公路、二级公路和具有抗（盐）冻要求的三、四级公路的粗集料，其碎石的破碎率不得超过15%，而鹅卵石的含量不能达到14%。选择具有较少针片含量的粗集料，以控制压碎率。（3）最大粒径：粗骨料的最大粒度对混凝土的搅拌性能有很大的影响，随着颗粒尺寸的增加，混合料容易产生分散性，在铺装过程中容易发生塌方，对摊铺机布匹的摊铺造成不利的影响。同时，随着颗粒尺寸的增加，其与灰泥之间的结合强度逐渐减小，而其弯曲强度也随之减小。结果表明：76mm骨料的结合强度只有13mm骨料的1/10。结果表明：在相同的水泥比例下，随着最大颗粒直径的增加，混凝土的抗弯强度逐渐减小，最大颗粒直径由20mm增加到63mm，抗折强度下降约30%。降低粗骨料的最大粒径可以促进混凝土的抗弯强度，但太小则会增加其表面的比表面积，同时还会导致混凝土的干燥收缩。从混凝土的质量和造价两个角度来看，一般的碎石最大公称颗粒直径不应该超过31.5毫米，而鹅卵石的最大颗粒直径不应该超过19.0毫米，而在滑模摊铺中，以26.5毫米的碎石和16毫米的鹅卵石作为比较理想的选择。（4）级配：粗集料的级配对混凝土的抗弯承载力有较大的影响。①级配条件好，粗集料的堆积密度大，集料间隙小，需充填孔隙的浆体数量少，在同等数量的情况下，可使混凝土搅拌材料的工作性能、密实度得到改善，从而改善混凝土的抗弯强度。在公路砼配合比设计中，粗骨料的体积填充率应大于70%。②级配的优劣，可使粗骨料在水泥砂浆中的结合作用下，彼此间的机械咬合力更大，对混凝土的弯曲强度有很大的促进作用。结果表明：在相同的水泥比下，单粒级配碎石混凝土的抗折强度低于连续级配的碎石混凝土。在没有连续级配的情况下，采用单一颗粒粗集料作为路面混凝土的方法是不合适的。（5）含土泥量：结果表明：粗骨料中的土对混凝土的抗弯承载力和缩量均有显著的影响，其抗折强度随含土量的增大呈线性下降趋势，干缩率呈直线上升趋势。因此，应从降低收缩、提高抗弯强度等方面对土壤含水量进行严格的控制。《公路水泥混凝土路面施工技术规范》中，一级碎石的含泥量小于0.5%，二级碎石质量分数小于1%。3、细集料砂的细度模数的影响结果表明：砂粒越粗，其抗弯强度就越小，砂粒越粗，砂粒对其承载能力的贡献越大