混凝土中粗集料對城市道路路面的作用與分析探討
發布時間：2010-01-14 共1頁
摘要：本文結合筆者多年市政道路施工實踐經驗,簡要介紹了城市道路混凝土路面發生斷裂破壞的主要原因,并通過具體試驗,從混凝土粗集料最粒徑、粗集料的強度、粗集料中針片顆粒含量等方面詳細分析闡述了混凝土中粗集料對城市市政路面混凝土的作用與影響，并對試驗結果進行了分析總結，以供同行在城市道路混凝土路面設計與施工時參考。
關鍵詞：城市道路；水泥混凝土路面；粗集料；抗折強度
1引言
城市市政道路路面混凝土的破壞形式主要是斷裂，因此，要延長路面混凝土的使用壽命，關鍵是提高路面混凝土的抗折強度，改善路面混凝土的耐久性。混凝土是一種多相復合材料，其性能取決于水泥石、集料以及它們之間的界面這三者的相關性能。路面混凝土抗折強度設計值一般在4.0MPa～5.5MPa，根據混凝土抗折強度與抗壓強度的關系，路面混凝土抗壓強度等級一般在C35～C50，屬于普通混凝土。而普通混凝土中粗集料的特性對混凝土性能影響較。所以筆者主要從粗集料最粒徑、粗集料強度、粗集料中針片狀顆粒含量等因素出發，系統研究粗集料對城市市政路面混凝土的作用與影響。
2主要原材料
2.1水泥：雪峰牌P.052.5R普通硅酸鹽水泥。
2.2細集料：中砂，采用本地河砂，細度模數2.8，含泥量為0.4%，堆積密度1460kg/m3，表觀密度2650kg/m3。
2.3粗集料
2.3.1碎石粗集料：永州本地花崗巖碎石，表觀密度2650kg/m3。（篩分試樣質量5000g）
2.3.2砂漿粗集料：配合比為，水泥：砂：外加劑：水=380：554：4.2：171。成型與混凝土基體配合比相同的砂漿試件破碎加工而成，表觀密度為2280kg/m3，強度為58.2MPa。進行表面憎水處理后的1小時吸水率為2.8%
2.3.3陶粒：采用的頁巖陶粒，推擠密度630kg/m3，表觀密度980kg/m3
2.4外加劑：采用SPF高效減水劑（水劑），摻量1.1%時減水率22%，其固體含量為31.0%
3粗集料最粒徑的作用與影響分析
粗集料粒徑對混凝土抗折強度的影響主要來自三方面：一是顆粒內部缺陷，粒徑越，缺陷存在的幾率越；二是粗集料界面的粘結強度，粒徑越，粗集料的比表面積越小，界面的粘結力越小；三是顆粒越，在施工振搗過程中下沉速度越快，容易造成混凝土內部顆粒分布不均勻，從而影響混凝土抗折強度。
3.1配合比不變時，粗集料最粒徑的影響
配合比不變，粗集料（花崗巖碎石）最粒徑對路面混凝土的影響。
3.2水灰比不變時，粗集料最粒徑的影響
在保持水灰比不變、粗集料最粒徑變化的前提下，要得到相同流動性的混凝土，必定改變水泥砂漿用量。為了減少水泥砂漿對混凝土性能的影響，本試驗首先配制了固定配合比的水泥砂漿。水泥：水：砂=1：0.45：1.21，外加劑摻量為水泥質量的1.1%。
4粗集料強度的影響
選取三種強度差異較的粗集料進行試驗。表中用水量為凈用水量。凈用水量是指不包括砂漿、陶粒粗集料1小時吸水量的混凝土用水量。
5粗集料中針片狀顆粒含量的影響
粗集料的顆粒形狀以圓形或立方體為最優。粗集料中的針片狀顆粒將影響粗集料推積密度和空隙率。
粗集料的空隙率、堆積密度隨針片狀含量變化顯示一致的變化趨勢，重要峰值出現在針片狀含量為12%左右。
粗集料中針片狀顆粒含量對路面混凝土的影響。
6結論及建議
6.1粗集料最粒徑對路面混凝土的性能影響很，混凝土的抗折強度隨Dmax的減小而增，當Dmax在31.5mm~40mm左右時，抗折強度高。抗折強度的組內極差隨Dmax減小而減小。
6.2路面混凝土抗折強度設計值在4.5MPa~5.0MPa之間時，混凝土的抗折強度隨粗集料的增加而增加，抗折強度的離散性隨粗集料強度的增加而減小。
6.3混凝土拌合物的流動性隨針片狀含量的增而減小，針片狀含量在12%以內時變化不算太，超過17%以后，對流動性影響很；抗折強度隨針片狀含量增而降低，在12%以內時，影響不是太明顯；組內極差隨針片狀含量增而增。
6.4對于常用抗折強度等級為4.5MPa~5.0MPa的路面混凝土，選用粗集料最粒徑在31.5mm~40.0mm較合適；選用連續級配比單粒級好（禁止使用單粒級粗集料配制路面混凝土）；碎石粗集料的針片狀含量不應超過12%。這樣既能保證路面混凝土具有良好的和易性、較高的抗折強度，還使混凝土的質量非常穩定（離散性小）。
