水泥混凝土材料特性与水泥混凝土路面结构材料组成设计1解读.ppt

荷载型变形 包括短期荷载作用下的变形，长期荷载作用下的变形。 在恒定荷载的长期作用下，塑性变形不断增加，一般要延续2~3年才趋向稳定。混凝土在受拉、受压、受弯时都会产生徐变。 影响徐变值的因素有荷载大小及持续时间、材料组成、混凝土受荷龄期、环境条件（温度和湿度）等许多因素。混凝土的弹性模量较大时徐变较小。 2. 水泥混凝土路面结构材料组成设计 定义：混凝土以水泥为胶结材料，用普通砂石为集 料，按设计的配合比，加水经搅拌、成型、养护而得到的复合材料。 为了改善工艺或力学性能，可掺入各种外加剂 或比较细的矿质掺合料。 2.1 路面混凝土的原材料性能要求 路面混凝土混合料主要由水泥、粗集料、细集料、水和外加剂组成。 （1） 水泥 水泥是混凝土的胶结材料。混凝土性能也在很大程度上取决于水泥的质量。 水泥强度等级和品种的选择应根据交通等级所要求的设计抗折强度来确定。 各交通等级路面的水泥强度等级 水泥的品种可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥，中等及轻交通路面也可采用矿渣硅酸盐水泥。 交通等级 水泥强度等级（MPa） 特重 52.5 重、中等、轻 42.5 （2） 粗集料 混凝土的粗集料应由质地坚硬、耐久、洁净、符合规定级配的碎石或砾石组成。 粗集料 一定的强度 足够的坚固性 良好的级配 碎石的强度可用岩石的抗压强度和压碎值表示。 坚固性可用硫酸钠溶液法检验，按现行规定，在严寒、寒冷地区室外使用，并经常处于潮湿或干湿交替状态下的混凝土，经5次循环后质量损失应≦12%。 （3） 细集料 混凝土用细集料是由质地坚硬、耐久洁净、符合规定级配、细度模数在2.5以上的天然砂、石屑组成；在条件不足的情况下也可使用特细砂或机制砂。 注：细集料级配应与所用的粗集料级配所组成的矿质混合料一并考虑。 细集料标准级配范围 级 配 分 区 筛孔尺寸（mm） 圆孔 方孔 10 5 2.5 1.25 0.60 0.30 0.15 通过百分率（以质量计）（%) Ⅰ区 100 90~100 65~95 35~65 15~29 5~20 0~10 Ⅱ区 100 90~100 75~100 50~90 30~59 8~30 0~10 Ⅲ区 100 90~100 90~100 75~90 60~84 15~45 0~10 Ⅰ区砂：粗砂 Ⅱ区：中砂和部分较粗细砂 Ⅲ区：细砂和部分偏细中砂 （4）水 用于拌合混凝土及养生所用的水，不应含影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类及有机物等。 饮用水； 非饮用水必须符合下列要求： 1、硫酸盐含量（按SO4-2计）小于2.7mg/cm3； 2、含盐量不超过5mg/cm3； 3、PH值大于4。 2.2 混凝土配合比设计的三大参数 三大主要参数： 水灰比 砂率 单位用水量 水灰比 水灰比是决定混凝土强度和密实性的主要因素，同时还影响着混凝土的抗渗性、抗冻性、抗蚀性、抗碳化性能。 在水泥用量一定的条件下，用水量越少，混凝土强度越高，密实性和耐久性越好。 注：水灰比一般通过建立强度与水灰比关系曲线的方法求得，条件不足时可采用相关经验公式求算水灰比。 砂率 定义：混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。 混凝土中砂率的变化可导致集料的空隙率和总表面积的变化，混凝土拌合物的工作性亦随之变化。 定义：混凝土在一定的用水量和水泥用量的条件下，能使拌合物获得最大的流动性，并能保护良好的粘聚性和保水性的砂率。 测定：按选定的水灰比，保持水泥用量不变，在其他条件相同的情况下拌制数种不同砂率的拌合物，并测定其坍落度（应在2-10cm范围内），其中坍落度最大的拌合物所用的砂率即为最佳砂率。 最佳砂率 单位用水量 单位用水量决定了混凝土的水泥用量，直接影 响着混凝土的经济性。 单位用水量可根据所用砂石情况和坍落度值等并结合水灰比的大小参照有关表格或经验值选用。 混凝土四组分之间的关系及确定原则 水 水泥 砂 石 水泥浆 集料 满足各项技术并符合经济原则 确定水灰比 原则：在满足强度、和易性要求下取较大值 确定砂率 原则：在满足和易性要求下取最小值 确定单位用量 原则：在符合坍落度要求下取较小值 三参数对混凝土技术性能的影响 水灰比 用水量 砂率 强度 耐久性 工作性 2.3 普通路面混凝土的配合比设计 混凝土配合比设计前应确定的参数 混凝土配合比设计原则及步骤 混凝土配合比设计方法 混凝土配合比前应确定的参数 （1）混凝土的强度