摘要：市政道路工程的混凝土強度主要由所用材料水泥、石子、砂、水泥用量、水灰比、單位用水量和砂率配合比設計參數的影響。水泥性能對彎拉強度的影響水泥作為混凝土膠凝材料,其質量的好壞在很大程度上決定了混凝土性能的優劣。文章著重對混凝土中的水泥選用進行了研究和分析，并且對水泥混凝土強度應注意的幾個影響因素進行探討。
　　關鍵詞：市政道路;混凝土;強度;水泥安定性
　　一．前言.市政工程水泥混凝土路面設計強度以抗彎拉強度為控制指標,市政道路工程混凝土所用材料水泥、石子、砂、水泥用量、水灰比、單位用水量和砂率配合比設計參數等對混凝土彎拉強度都有很大的影響，現結合多年的質量監督管理工作經驗就道路混凝土配合比設計中,水泥選用對混凝土彎拉強度的影響情況進行探討,以供參考。
　　二、水泥性能對彎拉強度的影響水泥作為混凝土膠凝材料,其質量的好壞在很大程度上決定了混凝土性能的優劣。
　　1、水泥品種
　　由于不同品種水泥的各種成分的數量及在生產過程中摻加料種類及數量不同,各種指標對混凝土的彎拉強度影響也各不相同,因此,對所用水泥除要對其強度、安定性和凝結時間等主要指標進行抽檢外,還要檢查水泥進場時每批量應附的化學成分檢驗證明。水泥主要成分一般包括硅酸二鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣以及高爐礦渣、窯灰、粉煤灰、煤矸石、火山灰和粘土等摻加料。在道路混凝土配合比設計中,為保證混凝土路面的彎拉強度,對鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣及摻加料的種類專門作了要求。由于鋁酸三鈣的水化速度快,收縮性較大,含量不宜過高,含量要嚴格控制上限,對于重交通不應大于7%;鐵鋁酸四鈣的后期強度增長較多,脆性較小,含量增多時,對水泥的彎拉強度提高有一定的幫助,對于重交通不宜小于15%;由于摻窯灰、煤矸石、火山灰和粘土的的水泥收縮性較大,膠結性較低,在道路混凝土中不得使用摻窯灰、煤矸石、火山灰和粘土的水泥。
　　因此,水泥路面施工中,應首選道路專用水泥,因為道路專用水泥的各種成分及其含量控制是針對有利于水泥的抗折強度專門生產的。對于特重、重交通路面宜采用旋窯道路硅酸鹽水泥。也可采用旋窯硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。中、輕交通的路面宜采用普通硅酸鹽水泥,也可采用礦渣硅酸鹽水泥。低溫天氣施工或有快通要求的路段可采用R型水泥(早強水泥),一般情況下,宜盡量采用普通型水泥,因為,R型水泥中鋁酸鹽含量大,收縮性較大。
　　2、水泥等級
　　在道路混凝土配合比設計中,常用的水泥等級為42.5級、52.5級、57.5級3個等級,相應的膠砂抗折強度分別大于等于6.5MPa、7MPa、7.5MPa。當水灰比、單位水泥用量一定的情況下,試塊的彎拉強度隨著水泥等級的提高而提高。在混凝土配合比設計時,要合理地選用水泥等級,不宜使用水泥等級過高的水泥,以防水泥用量過少,影響混凝土的拌和均勻性和路面的耐久性;同時也不宜使用水泥等級過低的水泥,以防水泥用量過大,引起的收縮過大,容易出現收縮裂縫,反而對彎拉強度帶來負面影響,并且水泥用量過大也不經濟。
　　在水泥混凝土配合比設計中,通常選用水泥膠砂抗折強度等級是同水灰比混凝土試配彎拉強度的1.5—2.0倍,一般提高2MPa
　　左右。綜合考慮上述因素,對于中、輕交通抗折強度設計等級一般控制在4.0MPa—4.5MPa之間,相應的配制強度通常在4.5MPa—5.5MPa范圍內,應優先選用42.5級水泥;對于特重、重交通設計等級一般控制在5.0MPa—5.5MPa之間,相應的配制強度通常在5.5MPa—6.5MPa范圍內,應首選52.5級水泥(相當于原國家標準625#水泥)。
　　3、水泥安定性
　　水泥的安定性對彎拉強度的影響要大于對抗壓強度的影響,在道路混凝土配合比設計中對水泥的安定性要求，比較嚴格。水泥的安定性如不佳,收縮變形大,路面內部出現較多細縫,在行車荷載的反復作用下,路面內部細縫逐漸變大,出現斷板,導致路面破壞。因此在配合比設計中,選用水泥時,對影響水泥安定性的指標要求嚴格控制,特別是要嚴格限制游離氧化鈣、氧化鎂、三氧化硫的含量。重交通水泥混凝土路面所用水泥的氧化鈣、氧化鎂、三氧化硫的含量分別不得大于1.0%、不得大于5.0%、不得大于3.5%。
　　三、單位水泥用量對抗折強度的影響
　　試驗表明,單位水泥用量由250kg/m3增加到400kg/m3,隨著水泥用量增大,混凝土抗折強度和抗壓強度均上升,但抗折強度提高小得多。單位水泥用量增大100kg/m3時,抗壓強度可提高35%左右,但碎石混凝土的抗折強度只增加12%左右,礫石的抗折強度僅僅增加5%,所以單純增大水泥用量增加抗折強度并非很有效,也不經濟。
　　四、水灰比對抗折強度的影響
　　水灰比是配合比中的重要參數,是影響混凝土強度的關鍵因素。在相同水泥用量條件下,隨著水灰比增加(或減小),抗折強度緩慢下降(上升),抗壓強度則下降(上升)較快,當碎石混凝土水灰比由0.5降低到0.4時,抗折強度只增加12%左右,而抗壓強度可增加30%左右。為保證混凝土富余強度和耐久性,水灰比不能大,一般特重、重交通的最大水灰比不應大于0.46,中、輕交通水灰比不應大于0.48;另一方面,為節約成本,并防止混凝土產生收縮裂縫和溫度裂縫,以及保證水泥能夠完全水化,水灰比也不能過小,試驗證明不能小于0.35,水灰比控制在0.38左右最經濟。因此,前述單獨使用單位水泥用量提高抗折強度時,如果不同時降低水灰比,則效
　　果有限;只有同時采用增大單位水泥用量和降低水灰比兩條措施,才能使抗折強度有較明顯的提高。
　　五、單位用水量的影響
　　當水泥用量一定的情況下,增大單位用水量相當于增大了水灰比引起強度下降,當單位用水量過大會造成嚴重泌水和離析現象。一般而言,單位用水量對抗折強度及抗磨性的影響要大于水灰比和單位水泥用量。《公路水泥混凝土路面施工技術規范》規定,對于路面碎石混凝土,滑模攤鋪時最大用水量不大于160kg/m3,軌道攤鋪機攤鋪時不大于156kg/m3,小型機具攤鋪時不大于150kg/m3。
　　六、水泥混凝土強度應注意的幾個影響因素
　　1、水灰比水泥混凝土強度主要取決于毛細管孔隙率或膠空比，但這些指標都難于測定或估計。而充分密實的混凝土在任何水灰比程度下的毛細管孔隙率由水灰比所確定。毛細孔隙率Pc=W/C–0.36α膠空比x=0.68α/（0.32α+W/C）其中：W/C—水灰比α—水化程度DuffAbrams的混凝土強度水灰比定則指出：“對于一定材料，強度取決于一個因素，即水灰比。”

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