说说水泥路面混凝土应注意的一些问题

路面混凝土配合比设计在考虑经济性的同时,应满足其工作性性能、抗折强度(弯拉强度)、耐久性等要求。

(一)路面对原材料的要求

(1)水泥

宜用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥抗折强度及安定性对混凝土抗折强度有很大的影响,水泥抗折强度一般比同水胶比混凝土抗折强度高2MPa。因此,对于抗折强度大于4MPa的路面混凝土,应采用≥42.5级水泥,且抗折强度≥6.5MPa。水泥安定性不良,易造成收缩变形大,造成裂缝,同时降低混凝土抗折强度,水泥的游离氧化钙≤1.0%。同时控制,水泥C3A含量不大于7%。有耐磨、抗冻要求时可以考虑加入20kg/m3左右的硅灰。

(2)骨料

粗骨料的压碎值标对混凝土抗折强度影响很大,应优选压碎值低的粗骨料,一级公路的碎石压碎值≤10%,有抗(盐)冻要求时,骨料吸水率≤1.0%。粗骨料粒径偏小,有利于提高混凝土抗折强度,粗骨料最大粒径不宜大于31.5mm。细骨料宜选用中砂,一级公路含泥量不超过1.0%。

(3)外加剂

有冰(盐)冻要求的公路,应使用引气剂。有氯离子、硫酸根离子的钢筋混凝土,宜掺阻锈剂。

(二)配合比参数对抗折强度的影响

(1)水泥用量

水泥用量的提高可以大幅度提高抗压强度,但对抗折强度的提高却很有限。如,试验表明单位水泥用量提高kg/m3,混凝土抗压强度提高而抗折强度仅提高10%左右。因此,单纯用提高水泥用量的办法来提高抗压强度不经济,也非很有效。

(2)水胶比

抗压强度和抗折强度都随着水胶比的减低而增加,但抗压强度增加的幅度大于抗折强度。如,水胶比从0.5降低至0.4时,混凝土抗压强度可以提高30%左右,而抗折强度仅增加10%左右。实践发现,降低水胶比的同时增加水泥用量,才能较明显提高混凝土抗折强度。

(3)含气量

一般来说,随着含气量的增加,混凝土工作性提高,混凝土抗折强度和抗压强度一样随着含气量的增加,均表现先增加后降低。当含气量在3%~6%时,抗折强度可以增加10%左右。

(4)砂率

砂率大小会直接影响混凝土工作的性能,使混凝土的强度和密度和耐久度都有很大的影响。一般骨料松散的容量和石子空隙率都会影响砂率,在砂率实际的配比试验中,尽量降低砂率以提高抗裂要求。

(三)路面混凝土的配合比参数确定

(1)混凝土抗压强度等级与抗折强度的大致关系

(2)混凝土设计抗折强度的确定

混凝土28d抗折强度fc符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-)的规定:

Fc=fr÷(1-1.04Cr)+tS

式中:fc——配制抗折强度;fr——抗折强度设计值;S——标准差;t——保证率系数(按表1确定);Cr——抗折强度变异系数(按表2确定)。

表1保证率系数t

表2抗折强度变异系数Cr

(3)水胶比计算

碎石:

W/B=1.÷(fc+1.-0.fs

卵石:

W/B=1.÷(fc+1.-0.fs

式中:W/B——水胶比;fc——配制抗折强度;fs——水泥实测28d抗折强度。

(4)用水量

碎石:

W0=.97+0.SL+11.27×(B÷W)+0.61SP

卵石:

W0=86.89+0.SL+11.24×(B÷W)+1.00SP

式中:SL——坍落度;SP——砂率

(二)路面混凝土对施工要求

(1)混凝土浇筑前,地基需充分湿润,防止基层吸收混凝土拌合物中的水导致路面开裂,但地基不能有明显积水。

(2)高温或大风天气不宜施工,防止混凝土失水过快造成开裂,炎热高温的夏季应选择晚上施工。

(3)路面混凝土浇筑振捣后,用木抹子磋压两遍,提浆2~3mm,初凝前,铁抹子抹压收光,消除混凝土表面毛细孔及微裂缝。

(4)道路拐弯处容易开裂,宜设置施工缝,以减少混凝土收缩。

(5)混凝土收光后,保湿养护不少于7d。

(6)混凝土浇筑后~℃·h,混凝土抗压强度5~10MPa时应及时进行切缝,切缝过早造成混凝土边沿受损,切缝过晚混凝土路面产生横向裂缝。

(7)混凝土抗压强度达到15~20MPa时,用刻纹机刻纹。

(8)做好混凝土养护工作,不得过早投入使用。

(三)一些常见的混凝土路面缺陷

(1)起包胀裂

造成这一现象的原因可能是,混凝土骨料中混入生石灰,遇水膨胀开裂。也可能是粉煤灰中游离氧化钙、脱硫石膏含量超标,游离氧化钙、脱硫石膏水化速度慢,混凝土硬化后才开始水化,体积膨胀开裂。使用高钙灰、脱硫灰时,应注意检测安定性,合格后方可使用。

(2)混凝土路面起砂、起皮

混凝土路面起砂起皮可能有以下原因引起的:

1.混凝土浇筑后,表面未养护或养护不及时,表面失水,部分胶凝材料未水化,耐磨性降低,过早上车使用,表面造成起砂。

2.混凝土浇筑后、初凝前遭受降雨,混凝土表面水胶比变大,表面强度降低,耐磨性降低。

3.北方的冬季,施工后未及时采用保温养护,混凝土表层受冻,次年春天发现路面起砂、脱皮。

(3)路面起灰

混凝土浇筑后虽采用薄膜覆盖、养护,但路面硬化后,用扫把扫表面起灰,与起砂不同仅仅是起灰。造成这一现象的原因可能是混凝土施工过程中振捣、抹压、收光等工序造成拌合物中的粉煤灰、泥粉等轻质组分上浮,未能二次水化,在混凝土表面形成粉末状。因此,混凝土路面混凝土生产时,应控制粉煤灰用量、砂石含泥量及石粉含量。

(4)路面硬化后,表面出现指甲盖大小的裂缝或凹坑

这一现象可能是砂石中含有泥块,施工振捣时部分泥块上浮至混凝土表层,混凝土硬化后泥块干燥收缩,与混凝土分离,先形成指甲盖大小的裂缝,后形成凹坑。因此,混凝土生产过程中应严格控制砂石质量,使用不合格砂石,会造成严重质量后果。

(5)路面浇筑后出现“弹簧”现象

路面混凝土浇筑后,表面硬化,混凝土下部松软没有凝结,形成类似于“弹簧”的现象。该现象一般出现在气温高(或风大)、蒸发快的天气,表面蒸发快失水形成硬壳,内部尚未凝结。生产过程中,应注意控制外加剂用量或者外加剂中缓凝组分用量。

(6)塑性失水裂缝

表层收缩裂缝产生于混凝土道路表面,缝的深度较浅,长短不一,形状、方向均不规则。表层收缩裂缝一般出现在混凝土初凝与终凝之间,高温天气及风天施工应防止水分丧失过快,造成塑性收缩开裂。水泥混凝土施工中,抹面工艺是道重要的工序,它对提高路面密实度、密封泌水通道、消除混凝土早期塑性收缩裂缝、提高路面耐久性等起着非常重要的作用。施工实践证明:抹面4~5次可以明显减少水泥混凝土路面早期裂缝的产生。




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