水泥材料的选择.ppt

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1、,水泥材料的选择,2.1.1水泥品种的选择,2.1.2水泥强度的要求与试验方法,1,2,2.1.3水泥化学性质和物理指标,3,2.1.1 水泥品种的选择,水泥品种及标号的选择，必须根据公路等级、工期、铺筑时间、施工方法及经济性等因素考虑决定，原则上应采用强度高、干缩小、耐磨性和抗冻性好的水泥。从国内外路用水泥的情况来看，主要采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可采用矿渣硅酸盐水泥。 各级交通适用水泥标号为：特重交通采用52.5；重、中交通及轻交通采用42.5。,采用机械化铺筑时，宜选用散装水泥。散装水泥的夏季出厂温度：南方不宜高于65，北方不宜高于55；混凝土

2、搅拌时的水泥温度：南方不宜高于60，北方不宜高于50，且个宜低于10。,水泥用于不同的路面结构中，对选用水泥的种类也有一定要求： 贫混凝土和碾压混凝土用做基层时，可使用各种硅酸盐类水泥；不掺用粉煤灰时，宜使用强度等级32.5级以下的水泥；掺用粉煤灰时，只能使用道路水泥、碳酸盐水泥、普通水泥。水泥的抗压强度、抗折强度、安定性和凝结时间必须检验合格。,1、 水泥强度指标,二、试验方法 （一）水泥试样准备： 1.散装水泥。对同一水泥厂生产的同期出厂的同品种、同标号的水泥，一次运进的同一出厂编号的水泥为一批，但一批的总量不超过500t。随机地从不少于3个车罐中各取等量水 水泥作为检验试样，经拌和均匀后

3、，再从中称取不少于12kg水泥作为检验试样。 2.袋装水泥。对同一水泥厂生产的同期出厂的同品种、同标号的水泥，以一次运进的同一出厂编号的水泥为一批，但一批的总量不超过200t 。随机地从不少于20袋中各取等量水泥，经拌和均匀后，再从中称取不少于12kg水泥作为检验试样。,3.对来源固定，质量稳定，且又掌握其性能的水泥，视运进水泥的情况，可不定期的采集试样进行强度检验。如有异常情况应作相应项目的检验。 4.对已运进的每批水泥，视存放情况应重新采集试样复验其强度和安定性。存放期超过3个月的水泥，使用前必须复验，并按照结果使用。 5.取得的水泥的试样试验应首先充分拌匀，然后通过0.9mm方孔筛，记录

4、筛余物情况，但要防止过筛时混进其他水泥。,（三）仪器设备 1、胶砂搅拌机：供拌制水泥胶砂用。由搅拌叶和搅拌锅组成。 搅拌叶和搅拌锅可作相反方向的转动。搅拌锅的转速为65r/min，搅拌叶的转速为137r/min。 2、胶砂振动台：供制备胶砂试体振实用，构造见图21。振动台台面面积为360mm360mm，台面上装有夹具，能把试模和下料漏斗紧紧夹住。振动台的振动频率为28003000次min，台面上放空试模时中心振幅为(0.850.05)mm 。振动台装有制动器，能使电动机在5s后停止转动。 3、试模：试模为可装卸的三联模。它由隔板、端板和底座组成。隔板和端板应编号，组装时应按号组装，组装后内壁各

5、接触面应互相垂直。,1.细度 水泥的细度是指水泥颗粒粗细的程度。它对水泥的使用性能影响非常大。水泥的水化是从水泥与水接触开始的，水泥细度越高，水化时与水的接触面积越大，水化反应速度也越快，也越有利于强度、特别是早期强度的发展。 有资料表明：粒径在45m以下的水泥颗粒才能充分水化，其中小于10m的颗粒对提高早期强度有重要作用，1030m的颗粒与728d强度有较密切的关系，粒径大干60m的颗粒，其水化速度很慢，而粒径大于75m的水泥颗粒几乎不具有水化能力。但水泥颗粒过细，将使水泥石的干缩增加。,2标准稠度需水量 拌和水泥的水，在水泥水体系中起到两方面的作用，一方面为水泥水化提供必要的水，另一方面使

6、水泥浆体具有一定的流动性。水泥需水量的大小对水泥浆体的和易性以及水泥石的密实度、强度等均有重要影响。标准稠度需水量是指标准稠度仪的试锥沉入水泥浆体282mm时，用水量与水泥重量的百分比。 标准稠度需水量受水泥细度、矿物组成、比重等多种因素影响。水泥细度越高，标准稠度需水量越大；熟料矿物中C3A需水量最大，C2S需水量最小；水泥比重越小，标准稠度需水量越大；外加剂、混合材的加入会明显地改变水泥的标准稠度需水量。,3凝结时间 水泥加水后，整个体系经历了初始反应期、休止期、凝结期和硬化期，为了表征这一变化过程，同时为了便于工程中使用、控制，而引入了凝结时间概念。 凝结时间包括初凝时间和终凝时间。初凝

7、时间是指从水泥加水拌和开始到水泥浆体失去流动性时的时间；终凝时间是指从水泥加水拌和开始，到水泥完全失去可塑性，而具有一定结构强度的时间。 初凝时间一般对应着凝结期的开始，而终凝时间一般对应着凝结期的结束。,按国家标准规定，凝结时间是用带标准针的稠度仪来测量。在标准环境下，以标准稠度需水量，将水泥配制成水泥浆，从水泥加水开始，到标准针自由下落时，无法接触到底板，而尚有0.51.mm距离时的时间，为初凝时间；当标准针自由沉入浆体深度不超过1.mm时的时间，为终凝时间。 国标GBl7592中规定，硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6h30min；普通硅酸盐水泥初凝时间不得早于4

8、5min，终凝时间不得迟于10h。,4体积安定性 水泥体积安定性是反映水泥浆体在硬化后，体积膨胀不均匀因而变形的情况，是评定水泥质量的重要指标之一，也是保证水泥制品、混凝土工程质量的必要条件。 导致水泥安定性不良的主要原因，是水泥中存在着过量的游离氧化钙、游离氧化镁，或者是石膏掺量过多。水泥中的游离氧化钙、游离氧化镁水化速度慢，且水化过程中产生体积膨胀，致使硬化水泥浆体产生不均匀膨胀。过量的石膏会与C3A形成钙矾石，而产生不均匀膨胀。 以上原因都可以引起水泥的安定性不良，轻者使水泥石强度下降，严重时将导致水泥石结构破坏、开裂、甚至崩溃。常用的检验水泥安定性的方法有沸煮法、试饼法、雷氏法和压蒸法

9、。,5强度与标号 水泥的强度是表示水泥质量高低的重要指标。 水泥的标号是根据水泥强度的高低对水泥划分的等级。国标GDl7785规定，以水泥：水：标准砂1：0.45：2.5的比例，制成4cm4cm16cm的标准试件，在标准养护条件下，达到规定龄期时，测定其抗折、抗压强度来定其标号。 我国现行标准中将水泥分为普通型和早强型。早强型水泥的3d抗折强度可比同标号的普通型水泥高1024。,在修筑水泥混凝土路面时，在条件许可的情况下，应优先选用早强型水泥，以缩短混凝土养护时间，提早通车。 水泥的吸湿性很强，因此在储存、运输中要防水、防潮。随着储存时间的延长，水泥的强度将下降，一般存放3个月的水泥，其强度约

10、降低1020，因此存放超过3个月的水泥，要重新测定其标号。,6耐腐蚀性 当有某些腐蚀性介质存在时，水泥也会逐渐遭受到腐蚀，虽然腐蚀速度非常缓慢，但随着时间的延长，也会出现显著的破坏，甚至造成结构的失效。 根据介质对水泥腐蚀的特点，可将水泥的腐蚀分为以下几种：淡水腐蚀。酸性腐蚀。硫酸盐腐蚀。盐类、碱类及镁离子腐蚀等。 为了防止和减轻腐蚀作用，应选用合适的水泥品种，例如C3A含量低的水泥，具有较好的抗硫酸盐腐蚀的能力，而掺混合料的水泥其耐淡水腐蚀的能力要高于硅酸盐水泥。,7体积稳定性 水泥的体积稳定性是指水泥石的体积，随着时间的增加及环境的变化而产生的变化。 水泥石的体积稳定性是水泥的一项重要性能

11、指标，如果水泥石在使用过程中产生过大的膨胀或收缩，将会直接影响到水泥石的强度、抗渗性、抗陈性和耐久性等。 影响水泥石体积的各种因素：水化反应、湿度变化、湿度变化、温度变化和碳化反应等，通常是共同发挥作用的。,各交通等级路面用水泥的化学成分和物理指标,粗集料的选择,2.2.1粗集料的基本要求,2.2.2粗集料技术性质与试验方法,2.2.3 粗集料级配范围,1,2,3,2.2.1粗集料的基本要求,在水泥混凝土路面材料中，粗集料起着构造混凝土结构骨架的作用。粗集料的质量好坏直接影响到整体混凝土材料的抗压、抗折强度、干缩能力以及使用寿命。 粗集料(碎石或砾石)应质地坚硬、耐久、洁净，符合规定级配，最大

12、粒径不应超过40mm。 用做路面和桥面混凝土的粗集料不得使用不分级的统料，应按最大公称粒径的不同采用24个粒级的集料进行掺配，,碎石技术要求,注：压碎值指标中，接近低值者适用于设计弯拉强度较高的混凝土；接 近高值者适用于设计弯拉强度较低的混凝土。,砾石技术要求,注：同上表注,一、粗集料的物理性质 1物理常数 集料堆积体积除了有矿质实体和孔隙(包括开口孔隙和闭口孔隙)外，集料之间还有空隙。集料的体积和质量的关系如图所示 。,(1)表观体积 集料的表观密度(简称视密度)是在规定条件(105 5烘干至恒重)下，单位表观体积(包括矿质实体和闭口孔隙的体积)的质量。,集料的表观密度采用静水天平法测定。具

13、体做法是：将巳知质量的干燥集料装在金属吊篮中浸水24h，使开口孔隙吸饱水，然后在静水天平上称出饱水后集料在水中的质量，按排水法可计算出包括闭口孔隙在内的表观体积，从而算出表现密度。,(2)毛体积密度 集料的毛体积密度是在规定的条件(105土5烘干至恒重)下，单位毛体积(包括矿质实体、闭口孔隙和开口孔隙)的质量。,集料毛体积密度的测定方法是：将已知质量的干燥集料经24h饱水后，用湿毛巾擦干而求得饱和面干质量，然后用排水法求得在水中的质量，按此测得集料质量和饱和面干体积，从而求得集料的毛体积密度。,(3)表干密度(又称饱和面干毛体积密度) 集料的表干密度即集料达到饱和面干状态时在空气中的质量，即集

14、料的表干质量除以集料的毛体积。,粗集料的饱和面干状态按下述方法测定：将干燥集料试样常温下在水中浸泡24h后(即饱水后)，使开口孔水饱和，然后吹干试样表面自由水，但保留吸入开口孔隙中的水，此状态称为饱和面干状态。,(4)堆积密度Pf 集料的堆积密度是集料装填于容器中包括集料空隙(颗粒之间)和孔隙(颗粒内部)在内的单位体积的质量。,(5)空隙率 集料空隙率是集料试样在自然堆积(或紧密堆积)时的空隙占总体积的百分率。,2颗粒形状 粗集料的颗粒形状： 水泥混凝土所用集料，长度超过平均粒径2.4倍的为针状颗粒，厚度小于平均粒径0.4倍的为片状颗粒。,3含泥量和泥块含量 (1)含泥量与石粉含量 含泥量是指

15、集料小粒径小于0.075mm的颗粒含量，石粉含量是指人工砂中小于0.075mm的颗粒含量。 采用水洗法可将小于0.075mm的颗粒含量测定出来。但其中实际上包含了矿粉、细砂与黏土成分，水洗法无法将这些成分加以区别，需进行砂当量试验或甲基蓝MB值试验。,砂当量SE 砂当量用于测定细集料中所含黏性土和杂质含量判定集料的洁净程度，对集料中小于0.075mm的矿粉、细砂与“泥土”加以区别。砂当量值越大表明小于0.075mm部分所含的矿粉和细砂比例越高。 砂当量SE的试验原理是：将相当于干砂120g的湿砂，倒入装有氯化钙溶液、丙三醇和甲醛混合稀释液的试简中，充分振荡混合，静置20min；然后用尺量测从试

16、筒底部到絮状凝结物上液面的高度(h1)，同样测得从试筒底部到沉淀部分上液面的高度(h2)，准确至1mm。,中基蓝MB值 判别人工砂中小于0.075mm颗粒含量主要是泥土还是与被加工母岩化学成分相同的石粉。“甲基蓝MB值”较小时表明粒径0.075mm颗粒主要是与母岩化学成分相同的石粉。 测定方法：将2.36mm的人工砂试样200g与500mL水持续搅拌形成悬浮液；在悬浮液中加入5mL甲基蓝溶液，搅拌1min后，用玻璃棒沾取一滴悬浮液，滴于滤纸上，观察沉淀物周围是否出现色晕；重复这个过程，直至沉淀物周围出现约1mm直径的稳定浅监色色晕，然后继续进行搅拌和沾染试验，至色晕可以持续5min。,为了缩短

17、试验时间，可以采用甲基蓝快速试验。在悬浮液中一次加入30mL甲基蓝溶液后持续搅拌8min后，用玻璃棒沾取一滴悬浮液，滴于滤纸上，观察沉淀物周围是否山现明显色晕。若沉淀物周围出现明显色晕，则判定甲基蓝快速试验为合格；若沉淀物周围未出现明显色晕，则判定甲基蓝快速试验为不合格。,(2)泥块含量 泥块含量是指粗集料中原尺寸大于4.75mm(细集料中1.18mm)，但经水浸洗、手捏后小于2.36mm(细集料中0.6mm)的颗粒含量。集料中的泥块主要以三种类型存在： 由纯泥组成的团块； 由砂、石屑与泥组成的团块； 包裹在集料颗粒表面的泥。,4坚固性 坚固性试验采用硫酸钠侵蚀法。用方孔筛筛分成9.5mm、9

18、.519mm、1937.5mm、37.563mm、6375mm五个粒级备用。称取规定数量，分别装在金属网篮中，在饱和硫酸钠溶液中浸泡20h，然后在1055的烘箱中烘干4h，取出冷却至室温，完成一次循环。 再按上述方法进行第二次循环。从第二次循环开始，浸泡与烘广时间均为4h，共循环5次。观察试样表面破坏情况，根据各级的质量损失百分率来计算总质量损失百分率用于表征集料坚固性。,2.2.3 粗集料级配范围,集料的级配可以用级配曲线直观地表示出来。级配曲线是以通过百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标所作出的曲线。如果级配曲线的纵、横坐标均以常数坐标表示，横坐标上的筛孔尺寸位置将前疏后密。为了便于绘制和查阅

19、，横坐标通常采用对数坐标，这样可使大部分筛孔尺寸在横坐标上以等距排列。 绘制级配曲线时首先在横坐标上标明筛孔尺寸的对数坐标位置，在纵坐标上标出通过百分率(或累计筛余百分率)的常数坐标位置，然后将筛分试验计算结果点绘于坐标图上，最后将各点连成级配曲线。,细集料的选择,2.3.1 细集料的基本要求,2.3.2 细集料技术性质,2.3.3 细集料级配范围,1,2,3,粒径为0.165mm的集料称为细集料。细集科可采用天然砂(如河砂、海砂或山砂等)。也可采用人工轧制石料得到的人工砂(如石屑等)。两者具有较多棱角，其工作性(和易性)不及天然砂。通常采用细度模数评价砂的粗细程度。 细集料(工然砂或合屑)应

20、质地坚硬、耐久、洁净，符合规定级配，细度模数宜在2.5以上。细集料的技术要求，应符合表27的规定。,2.3.1 细集料的基本要求,细集料技术指标,混凝土用砂希望具有高的密度和小的比面以保证新拌混凝土有适宜的工作性，硬化后混凝土有足够的强度和耐久性，同时又达到节约水泥的目的。为此，选用的砂应符合表28中所列的级配要求。 混凝土用砂的级配范围,以细度模数 1.63.7的砂，按0.63mm筛孔的累计筛余划分为3个级配分区。 I区砂属粗砂范畴。应用I区砂配制混凝土时，内摩阻力较大，保水性差，不易捣实成型，宜采用较砂为大的砂率。 II区砂为中砂和一部分偏细的粗砂组成，系般常用的砂。 III区砂为细砂和一

21、部分偏细的中砂组成，应用区砂配制时，宜采用较II区砂为小的砂率。,集料中含有泥土(包括尘屑和粘土等)、云母、有机质、硫化物和硫酸盐、轻物质(如煤和褐煤等)等杂质时，会在集料表面形成包裹层而妨碍集料同水泥石的粘附，妨碍水泥水化，同水泥水化产物产生不良的化学反应等。为此，对集料中有害杂质的含量作出表29中所列的限量要求。,2.3.2 细集料技术性质,细集料的技术性质包括密度、含水率、级配、砂当量等。细集料的技术性质与粗集料基本相同，但由于细度的特点，在技术要求及检测方法上略有差异。,细集料的表观密度、堆积密度及空隙率等物理性质的含义与粗集料完全相同，但由于其粒径较小，检测方法有所不同（李氏比重瓶法

22、测试细集料的表观密度）。,2.3.3 细集料级配范围,粗度是评价砂粗细程度的一种指标，通常用细度模数表示。对于水泥混凝土用砂，按式（2-40)计算细度模数，准确至0.01。,细集料建议及配,混凝土外加剂的选择,2.4.1 外加剂的分类,2.4.2 外加剂技术性质,1,2,混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入、用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的5(特殊情况除外)。外加剂按其主要功能分为四类： (1)改善混凝土拌和物流变性能的外加剂，包括各种咸水剂、引气剂、泵送剂等； (2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等； (3)改善混凝土耐久性能的外加剂，包括引气

23、剂、防水剂、阻锈剂、消泡剂、碱集料反应抑制剂等； (4)改善混凝土其他性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、藩色剂、础缩剂、养护剂、脱模剂、智能混凝土外加剂等。,2.4.2 外加剂技术性质,一、外加剂的选择 混凝土外加剂的选择应根据工程设计对混凝土的性能要求而定，同时还要考虑实际工程的原材料供应情况。外加剂的选择应采用工程所用的实际原材料（特别是胶凝材料）与外加剂适应性试验确定；同时选用的混凝土外加剂应该具有以下基本性能： (1)能改善混凝土的一种或几种性能而不产生副作用； (2)在运输和贮存过程中具有良好的均质性和稳定性； (3)对混凝土中的钢筋及其他预埋件没有有害作用； (4)使用安全

24、，对环境无污染。,混凝土外加剂技术性能指标,二、外加剂的使用 外加剂的使用包括确定外加剂的掺量和掺加方法。 1外加剂的掺量 外加剂的掺量主要与以下因素有关：外加剂的品种；水泥品种及其矿物组成、活性混合材(矿物掺合料)品种及掺量；混凝土配合比；外加剂的复合方式；掺加的方法。 2外加剂的掺加方法。 外加剂的掺加方法对其使用效果有较大的影响，实际使用时应根据外加剂特性和工程的具体情况，选择合理的掺加方法以保证外加剂性能的只有效发挥；外加剂的掺加方法可以采用：,(1)先掺法：外加剂先与胶凝材料拌和均匀，再与水、集料等混合； (2)同掺法：外加剂与其他材料一起加入搅拌机中拌和均匀； (3)滞水法：外加剂

25、先溶解在拌和水(或部分水)中再与其他材料混合 (4)后掺法：混凝土拌和均匀后再加入外加剂。,水泥混凝土配合比设计,2.5.1 普通水泥混凝土路面配合比设计的技术要求,2.5.2 水泥混凝土路面配合比设计方法,1,2,一、混凝土拌合物的工作性 1混凝土拌和物工作性的含义 混凝土拌和物的工作性表征混凝土拌和物成为均匀、密实、质量优良的混凝土的施工难易程度或耗能的多少，包括流动性、粘聚性、易密性等几方面的含义。 拌和物的流动性是指其在自重或振动作用下克服内部阻力产生流动变形的性能； 粘聚性是指混凝土拌和物在运输和浇筑过程中保持自身均匀稳定性克服分层、离析、泌水的性能； 易密性是指拌和物易于浇捣密实的

26、性能。,2混凝土拌和物工作性的测试方法 工作性是新拌混凝土最重要的性质之一，但是目前还没有广泛接受的方法可用于混凝土工作性的直接测定。一些较为容易的测试方法，如坍落度试验、流动度试验、维勃稠度试验等，可以用于混凝土拌和物工作性的表征。,图2-3坍落度测试示意图（尺寸单位：mm）,(2)维勃稠度法 维勃稠度法适用于集料最大粒径小于40mm、维勃稠度时间在530s之间的混凝土混凝土拌和物稠度测定。 按规定的方法将拌和均匀的混凝土拌和物装入坍落度筒，提起坍落度筒并将透明圆盘置于拌和物顶部，从开动振动器至透明圆盘底面刚好被水泥浆布满不留气泡的瞬间所经历的时间即维勃稠度时间(以s表示)。,3混凝土工作性

27、分级 对于不同的混凝土结构，混凝土的拌和物的分级方法有所差异。混凝土拌和物根据坍落度和维勃稠度分级。根据GB 5016392，混凝土拌和物的分级，见表2-12。,混凝土工作性分级,4影响混凝土拌和物工作性的因素 影响和易性的因素主要有：水泥浆的数量、水泥浆的稠度、砂率、水泥品种和骨料性质、外加剂等。 在拌制混凝土时，必须根据使用材料、施工机械、施工气候等条件，在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下，选择合理的配合比和适宜的坍落度，或掺加各种外加剂(如减水剂、流化剂等)，以提高混凝土的和易性。,二、混凝土拌和物耐久性 由于路面混凝土直接受到行驶车辆的磨损，寒冷积雪地区又受到防滑链轮胎和带钉轮胎

28、的冲击，同时长年经受风吹日晒、雨水冲刷及冰雪冻融的侵蚀，因此，要求混凝土路面必须具有良好的耐久性。 为了提高混凝土耐久性，应注意以下几点要求 混凝土组成材料的质量符合标准要求； 合理选择水泥品种(普通水泥)； 适当控制水灰比及水泥用量； 选用较好的砂石骨料及改善骨料级配； 掺加外加剂，如引气剂、减水剂等。,三、表面特性 混凝土路面，应具有良好的表面功能(或表面特性)。即要求路面具有足够的抗滑、耐磨及平整性。 一般地，采用坚硬、耐磨、表面粗糙的骨料，可提高路面的抗滑能力；选用优质材料(包括填缝料)进行合理组成设计，可提高路面的耐磨性；依靠控制混合料的均匀性、和易性，可提高表面的平整度。,四、混凝

29、土拌和物的其他性能 在混凝土的实际使用过程中，对拌和物还有凝结时间、泌水与压力泌水、含气量等其他性能的要求。 (1)凝结时间 凝结时间是混凝土拌和物的一项重要指标，它对混凝土工程中混凝土的搅拌、运输及浇筑具有重要的影响。混凝土凝结时间的确定以贯入阻力仪测定，当贯入阻力为35MPa时，称为混凝土初凝，这时混凝土在振动作用下不再呈现塑性；当贯入阻力为28MPa时称为混凝土终凝，此时混凝土立方体抗压强度大约为0.7MPa。,(2)泌水和压力泌水 混凝土拌和物的泌水性能是混凝土拌和物在施工过程中的重要性能之一，尤其是对于大流动性的泵送混凝土来说更为重要。在混凝土的施工过程中泌水过多，会导致混凝土流动性

30、的丧失，严重影响混凝土可泵性和工作性，甚至给工程质量造成严重后果。 (3)含气量 含气量是指混凝土拌和物中的空气含量。混凝土中的空气含量对硬化后混凝土的力学性能、耐久性能等都将产生影响。现行国家标准采用改良式气压法测试混凝土拌和物的含气量。,五、混凝土的力学性能 1. 抗弯拉强度 根据材料情况、施工条件等因素，通过试配确定。路面混凝土的抗弯拉强度，不得低于表2-13中规定值。当混凝土路面浇筑后，如不需在28d后开放交通时，可采用90d龄期强度，其强度一般为28d龄期强度的1.1倍。 2 弯拉弹性模量 路面混凝土的弯拉弹性模量以试验实测为宜，如无条件，可按表1-17选用。,2.5.2 水泥混凝土

31、路面配合比设计方法,水泥混凝土路面板厚度的计算以抗拉强度为依据，因此，混凝土的配合比设计应根据设计弯拉强度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和经济合理的原则选用原材料，通过试验和必要的调整，确定混凝土单位体积中各种组成材料的用量。 配合比设计的主要任务是确定水灰比、用水量和砂率几个参数。,1设计原则 普通混凝土路面的配合比设计在兼顾经济性的同时应满足下列三项技术要求： (1)弯拉强度 各交通等级路面板的28d设计弯拉强度标准值,应按公式(2-41)计算28d弯拉强度均值 。,（2）工作性 滑模摊铺机前的拌合物最佳工作性及允许范围,注：滑模摊铺机适宜的摊铺速度应控制在0.52.0m/min之间； 本

32、表适用于设超铺角的滑模摊铺机；对不设超铺角的滑模摊铺机，最 佳振动粘度系数为250600Ns/m2；最佳坍落度卵石为1040mm；碎 石为1030mm； 滑模摊铺时的最大单位用水量卵石混凝土不宜大于155kgm3；碎石 混凝土不宜大于160kg/m3。,轨道摊铺机、三辊轴机组、小型机具摊铺的路面混凝土坍落度及最大单位用水量应满足表216的规定。,注：表中的最大单位用水量系采用中砂、粗细集料为风干状态的取值，采 用细砂时，应使用减水率较大的(高效)减水剂； 使用碎卵石时，最大单位用水量可取碎石与卵石中值。,（3）耐久性 混凝土含气量影响耐久性，根据当地路面无抗冻性、有抗冻性或有盐冻性要求及混凝土

33、最大公称粒径，路面混凝土含气量宜符合表217的规定。,各交通等级路面混凝土满足耐久性要求的最大水灰(胶)比和最小单位水泥用量应符合表218的规定。最大单位水泥用量不宜大于400kg/m3；掺粉煤灰时，最大单位胶结材料总量不宜大于420kgm3。,注：掺粉煤灰，并有抗冰(盐)冻性要求时，不得使用325级水泥； 水灰(胶)比计算以砂石料的自然风干状态计(砂含水量1.0；石子含水量 0.5)； 处在除冰盐、海风、酸雨或硫酸盐等腐蚀性环境中或在大纵坡等加减速 车道上的混凝土，最大水灰(胶)比可比表中数值降低0.010.02。,在一些特殊地区，对水泥种类和外掺粉煤灰等掺合物有一定要求。对严寒地区路面混凝

34、土抗冻标号不宜小于F250，寒冷地区不宜小于F200。在海风、酸雨、除冰盐或硫酸盐等腐蚀环境影响范围内的混凝土路面和桥面，当使用硅酸盐水泥时，应掺加粉煤灰、磨细矿渣或硅灰掺合料，不宜单独使用硅酸盐水泥时，可使用矿渣水泥或普通水泥。,2. 外加剂的应用 采用外加剂应满足下列要求： （1）高温施工时，混凝土拌合物的初凝时间不得小于3h，否则应采取缓凝或保塑措施；低温施工时，终凝时间不得大于10h，否则应采取必要的促凝或早强措施。 （2）外加剂的掺量应由混凝土试配试验确定。 引气剂的适宜掺量可由搅拌机口的拌合物含气量进行控制。实际路面引气混凝土的抗冰冻、抗盐冻耐久性，宜采用施工规范附录F.1、F.2

35、规定的钻芯法测定，测定位置：路面的表面和表面下50mm，测得的上下两个表面的最大平均气泡间距系数不宜超过表219的规定。,混凝土路面最大平均气泡间距系数（mm）,(3)引气剂与减水剂或高效减水剂等其他外加剂复配在同一水溶液中时，应保证其共溶性，防止外加剂溶液发生絮凝现象。如产生絮凝现象，应分别稀释，分别加入。,3配合比参数的计算应符合下列要求 (1)水灰(胶)比的计算和确定 根据粗集料的类型，混凝土的水灰比可分别按下列统计公式计算： 对碎石或碎卵石混凝土：,对卵石混凝土：,(2)砂率的确定 砂率应根据砂的细度模数和粗集料种类，查表220取值。在用作抗滑槽时，砂率在表520基础上可增大12。,(

36、3)加水量的确定 根据粗集料种类和表216、表217中适宜的坍落度，分别按下列经验公式计算单位用水量（砂石料以自然风干状态计）： 碎石：,卵石：,式中：,单位用水量应取计算值和表215或表216的规定值两者中的小值。若实际单位用水量仅掺引气剂不满足所取数值，则应掺用引气(高效)减水剂，对三、四级公路也可采用真空脱水工艺。,(4)水泥用量的确定 取计算值与表217规定值两者中的大值。,（5）砂石料用量的确定 砂石料用量可按密度法或体积法计算。按密度法计算时，混凝土单位质量可取24002450kg/m3；按体积法计算时，应计入含气量。 采用超量取代法掺用粉煤灰时，超量部分应代替砂，并折减用砂量。经

37、计算得到的配合比，应验算粗集料填充体积率，且不宜小于70。,4采用真空脱水作业的用水量 采用真空脱水工艺时，可采用比经验式(244)、式(245)计算值略大的单位用水量，但在真空脱水后，扣除每立方米混凝土实际吸除的水量，剩余单位用水量和剩余水灰(胶)比分别不宜超过表216的最大单位用水量和218的最大水灰(胶)比的规定。,5掺粉煤灰的用灰量 路面混凝土掺用粉煤灰时，其配合比计算应按超量取代法进行。粉煤灰掺量应根据水泥中原有的掺合料数量和混凝土弯拉强度、耐磨性等要求由试验确定。 I、级粉煤灰的超量系数可按表221初选。代替水泥的粉煤灰掺量：I型硅酸盐水泥宜30；II型硅酸盐水泥宜25；道路水泥宜

38、20；普通水泥宜15；矿渣水泥不得掺粉煤灰。,（二)配合比确定与调整 1室内试配与调整 由上述各经验公式推算得出的普通混凝土配合比，应在实验室内按下述步骤和公路工程水泥混凝土试验规程(JTJ053)规定的方法进行试配检验和调整。 首先检验各种混凝土拌和物是否满足不同摊铺方式的最佳工作性要求。 检验项目包括含气量、坍落度及其损失、振动粘度系数、改进VC值、外加剂品种及其最佳掺量。在工作性和含气量不满足相应摊铺方式要求时可在保持水灰(胶)比不变的前提下调整单位用水量、外加剂掺量或砂率，不得减少满足计算弯拉强度及耐久性要求的单位水泥用量。,采用密度法计算时，应实测拌和物视密度，并应按视密度调整配合比

39、，调整时水灰比不得增大，单位水泥用量不得减少，调整后的拌和物视密度允许偏差为2.0。实测拌和物含气量a()及其偏差应满足表218的规定，不满足要求时，应调整引气剂掺量直至达到规定含气量。 对水灰(胶)比以初选水灰(胶)比为中心，按0.02增减幅度选定24个水灰(胶)比制作试件，检验各种混凝土7d和28d配制弯拉强度、抗压强度、耐久性等指标(有抗冻性要求的地区，抗冻性为必测项目，耐磨性及干缩为选测项目)。也可保持计算水灰(胶)比不变，以初选单位水泥用量为中心，按1520kgm3增减幅度选定24个单位水泥用量。,2现场检验与验证 试验室的基准配合比应通过搅拌楼实际拌和检验和修筑不小于200m试验路

40、段进行验证，并应根据料场砂石料含水量、拌和物实测视密度、含气量、坍落度及其损失，调整单位用水量、砂率或外加剂掺量。 调整时，水灰(胶)比、单位水泥用量不得减少。考虑施工中原材料含泥量、泥块含量、含水量变化和施工变异性等因素，单位水泥用量应适当增加510kg。 对满足试拌试铺的工作性、28d(至少7d)配制弯拉强度、抗压强度和耐久性等要求的配合比，经监理或建设方批准后方可确定为施工配合比。,3施工期间的调整 施工期间配合比的微调与控制应符合下列要求： (1)根据施工季节、气温和运距等的变化，可微调缓凝(高效)减水剂、引气剂或保塑剂的掺量，保持摊铺现场的坍落度始终适宜于铺筑，且波动最小。 (2)降雨后，应根据每天不同时间的气温及砂石料实际含水量变化情况，微调加水量，同时微调砂石料称量，其他配合比参数不得变更，维持施工配合比基本不变。雨天或砂石料变化时应加强控制，以保证现场拌和物的工作性始终能适宜摊铺和处于稳定状态。,