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砂率、用水量、坍落度对道路混凝土强度会有影响吗?

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来源:
2017/02/27 16:42
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      随着城镇化建设的快速发展,我国水泥混凝土道路得到了广泛的应用,其体现出许多优点:承载能力强;使用年限长;耐水性好等性能。一下就混凝土强度的影响规律,简单分析了三个影响其强度的关键性因素:砂率、用水量、坍落度。 
  一、道路混凝土强度的影响因素 
  混凝土路面在承受各种荷载中发挥着重要作用,其强度直接影响着道路工程的耐久性,是衡量混凝土性能的重要指标。 
  混凝土的强度主要包括:(1)抗压强度,直接承受压力作用。(2)抗拉强度,由于抗拉强度较小,不要求混凝土直接承受拉力作用。(3)抗弯拉(抗折)强度,主要直接承受弯曲压力作用,是道路混凝土设计的一个重要指标。 
  混凝土的强度从另一个角度来说,也受到水泥强度、集料强度和水泥与集料界面强度的影响。 
  二、对混凝土强度影响的关键性因素分析 
  1.砂率对道路混凝土强度的影响 
  1.1砂率的概念及确定方法 
  砂率是指混凝土中砂的重量占砂、石总重量的百分率。 
  砂率的变动,改变了骨料的总表面积,从而直接影响了混凝土的和易性。确定砂率的原则是:在混凝土具有较好的粘聚性和流动性的保证前提下,水泥浆达到最节约的时的最佳合适砂率值。 
  1.2砂率的变动对混凝土强度的影响 
  砂率是影响水泥混凝土工作性能、抗压强度和变形性能的关键因素之一。其对混凝土强度影响的变化规律如图1所示:
  采用最佳合理砂率值不仅能够增加混凝土的强度,还能较好地改善混凝土的流动性能。从图1中可以看出,混凝土强度随砂率增大呈上升趋势,但砂率达到某一特定值时,混凝土强度也达到最佳状态,之后随着砂率的增大反而降低。因此可以判断出无论砂率低于还是高于这个值,强度均有所下降。这主要原因是是由于在砂率变动时,使集料的空隙率和总表面积发生变化,直接影响了混凝土的密实程度(流动性),从而严重影响混凝土的粘聚性和保水性,造成混凝土强度的影响变化。 
  2.用水量对混凝土强度的影响 
  (1)水胶比与水泥混凝土强度的关系 
  在混凝土配合比设计相同的情况下,其强度随着水泥强度等级的升高而增加。但当使用同一种等级的水泥时,混凝土强度变化主要来自于水灰配比量。水泥灰所需要的结合水充足的情况下,水泥强度随着水胶比的减少而增加,其粘聚性也越大,相应的混凝土强度也随之越高。 
  (2)用水量的增加对强度产生变化 
  在混凝土配合比确定的情况下,通过公式计算来调整用水量的大小,使混凝土强度达到最佳状态。 
  ――水胶比;――回归系数;――水泥的实际强度;――混凝土的配制强度。 
  混凝土的用水量主要是根据碎石的大小、坍落度的要求来确定的,待用水量确定后,根据上述水胶比公式确定水泥用量。 
  通过公式转换计算不难得出混凝土配制强度与用水量W成反比例关系。其混凝土强度随用水量的增加而逐步降低,如图2 
  3.坍落度对道路混凝土强度的影响 
  混凝土坍落度主要是指混凝土的和易性、塑化性能和可泵性能。影响混凝土坍落度主要因素有用水量、仪器称量偏差,外加剂的使用量及水泥温度变化等几个方面。在实际施工现场中,和易性是保证施工的顺利进行,其包括混凝土的保水性,流动性和粘聚性。 
  3.1 坍落度与砂率及用水量之间的变化联系 
  在用水量及水泥用量设定相同的情况下,含砂率与混凝土的坍落度值的变化情况。(如图3)。 
  根据下图可以分析出,混凝土的流动性随着砂率值的增大而增大,到达某一值后,其流动性随着砂率的增加反而减少,其中在某一值时流动性(坍落度)最大,因此为砂率的最佳合适值。 
  3.2 砂率对混凝土和易性的影响 
  砂率过大过小,骨料的总表面积空隙率也会随着增大,不能保证足够的砂浆,从而使混凝土的流动性变差,且严重影响了混凝土的粘聚性和保水性。只有在合理砂率值时,且用水量及水泥用量一定的情况下,保证其获得最大的流动性和最佳的粘聚性和保水性。最后,使混凝土达到一个最佳强度的状态。 
  结束语 
  在混凝土配合比设计过程中,了解掌握砂率、用水量、坍落度对混凝土强度的变化影响,以及三者之间的相互联系,从中找出最佳配合值,使混凝土的强度、抗渗性、抗裂性,和易性等多方面性能达到一个最佳状态。进而提高了道路工程质量、降低了工程成本、保障了工程安全。

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