水泥碎礫石混凝土抗折強度與劈裂抗拉強度關系的研究

宋艷艷

(佳木斯市公路工程質量監(jiān)督站)

水泥碎礫石混凝土抗折強度與劈裂抗拉強度關系的研究

宋艷艷

(佳木斯市公路工程質量監(jiān)督站)

路面水泥碎礫石混凝土強度的檢測，由于水泥碎礫石混凝土用芯樣通過劈裂抗拉強度推算強度沒有現(xiàn)成的換算公式，如何借助實驗數(shù)據(jù)進行理論計算、推導，形成可推廣的數(shù)學模型，準確鑒定工程質量，確定了水泥碎礫石混凝土抗折強度與劈裂抗拉強度關系的研究。

水泥碎礫石混凝土;抗折強度與劈裂抗拉強度;關系

1 研究內容

(1)影響小梁和圓柱體標準試驗的因素。

(2)影響現(xiàn)場鉆芯取樣試驗因素的分析。

(3)確立影響水泥混凝土路面強度因素和控制手段。

(4)研究抗折強度與劈裂強度的相關關系。

2 技術關鍵

(1)鉆芯取樣和小梁試驗的精度。

(2)應用數(shù)理統(tǒng)計方法確立彎拉強度與劈裂強度之間的關系。

(3)在標準條件建立的關系式與施工現(xiàn)場劈裂強度的比對與修正。

3 技術路線及具體實施方案

在試驗室標準條件下，選用多種材料(用實際做的)摻配比例、多種不同強度水灰比的水泥混凝土配合比，在試驗室內成型圓柱體(按鉆芯取樣試件尺寸)和小梁標準試件做平行對比試驗，然后用數(shù)理統(tǒng)計方法計算出各自的經(jīng)驗換算公式和對實際施工現(xiàn)場鉆芯取樣圓柱體劈裂強度之間的聯(lián)系。

3.1 技術路線

(1)調查研究。

調查國內外在同類項目的研究方法及其取得的進展，考察碎石、礫石的成本及強度，研究項目的試驗方法、和技術攻關理論。

(2)研究試驗方案。

①碎石與礫石的配合比試驗，通過幾組數(shù)據(jù)，考察其強度與經(jīng)濟性指標。

②對每種配合比的抗折強度與劈裂強度進行試驗(標值)。

③分析與劈裂強度的關系(按現(xiàn)行規(guī)范核算)。

④試驗路段的選取。溫度、濕度、試驗段路基干濕狀態(tài)等參數(shù)要滿足實驗要求，進行相關實驗;最后進行實驗驗證，確立兩個強度的關系，通過對誤差進行修正，完善抗折強度與劈裂強度的內在聯(lián)系，確定其關系式。

(3)得出結論。

①提出碎、礫石級配關系。

②水灰比例關系。

③繪出抗折強度與劈裂強度的關系曲線，推導二者關系模型。

3.2 具體方案

(1)水泥碎、礫石混凝土配合比組成設計。

按照預定五個彎拉強度進行配合比計算出每m3混凝土材料用量，形成設計數(shù)據(jù)組，并說明水泥品種、強度等級，碎、礫石，砂子的料源及碎、礫石摻配比例。

(2)彎拉強度。

①制作彎拉強度試件，試件尺寸150 mm×150 mm×550 mm，每三塊為一組，每個抗折強度制件10組，按照配合比組成設計的材料用量比例及規(guī)程JTG E30-2005 T0551-2005制做試件。拆模后，及時養(yǎng)生，養(yǎng)生條件：相對濕度95%，溫度控制在20℃ ±2℃范圍內進行，標準養(yǎng)生28 d。

③彎拉強度試驗：試件養(yǎng)生28 d±2 h，按照規(guī)程JTG E30-2005、T0558-2005方法進行試驗，并計算出彎拉強度

④實驗組數(shù)及配合比。為了獲得水泥碎、礫石混凝土彎拉強度與劈裂強度的關系，需進行不同配合比、不同彎拉強度及對應的劈裂強度的試驗。每個彎拉強度需進行10組彎拉強度對應10組劈裂強度的試驗。在每10組彎拉強度數(shù)據(jù)中，取彎拉強度差大于0.1 MPa的數(shù)據(jù)，匯總并將獲取的匯總數(shù)據(jù)進行整理分析，畫出曲線，得出相應的關系式。

(3)辟裂強度。

①試件的制備。在彎拉試件養(yǎng)生達到28 d時，到現(xiàn)場標記的具體位置鉆取芯樣，鉆頭的直徑為150 mm，鉆取芯樣應符合JTG E30-2005、T0551-2005的要求，一個位置取三個芯樣為一組，每個彎拉強度對應10組劈裂強度，試件標養(yǎng)24 h。

②試件標記及記錄。芯樣用紅油標記芯樣編號、記錄對應彎拉強度的編號、試件長度、取樣的具體位置、取芯樣時間、外觀檢查描述等。

③辟裂強度試驗。試件標養(yǎng)24 h后，按照規(guī)程JTG E30-2005、T0561-2005方法進行試驗，并按下列公式計算其劈裂強度

本文語料例句主要來源于《二月》,文本主要依據(jù)人民文學出版社1986年出版的《柔石選集》[注]柔石:《柔石選集》,北京:人民文學出版社,1986年。 中的《二月》。

(4)試驗路段。

計劃選擇兩個標段進行試驗，選擇條件為：兩個標段鋪筑的路面混凝土使用的原材料相同，碎石、礫石、砂子使用同一個料場，水泥使用同一品種、同一強度等級。選擇路段：對于彎拉強度小于4.0 MPa的試驗段，可選擇有便道繞行的路段，便于清除不符合設計彎拉強度的混凝土，重新鋪筑符合設計強度的混凝土。

每個標段分別鋪筑彎拉強度為5個強度等級試驗段，每個彎拉強度分別做5組試件，每組試件應在一塊板內完成，(對應鉆取3個芯件)。對于彎拉強度小于4.0 MPa的試驗路段，待28 d完成現(xiàn)場取芯后，清除該段混凝土，重新鋪筑滿足設計彎拉強度的混凝土。

3.3 影響混凝土配合比組成設計質量的因素分析

(1)原材料情況。

把好各種原材料質量關，是提高水泥混凝土路面質量的一個重要因素。

①水泥：采用的水泥要符合國家標準，標號選用不低于42.5 MPa的硅酸鹽水泥或普通水泥，即要求所用水泥的干縮性小、穩(wěn)定性好、早期強度增長快的水泥。

②碎石：強度要求符合技術要求;含泥量、針片狀含量要嚴格控制，碎石嚴格控制在級配范圍內。

③礫石：強度要求符合技術要求;礫石嚴格控制在級配范圍內。

④砂子：選用清潔的粗砂、中砂，不使用細砂。

(2)水泥混凝土配合比組成設計的計算方法。

(3)混凝土拌和。

混凝土拌和質量直接影響混凝土強度的均勻性，應用強制式拌和機，嚴格控制用水量，加強整體連續(xù)性。

(4)混凝土振搗。

振搗不當，當混凝土過振，會使混凝土產(chǎn)生離析、分層。漏振或振搗不足，會產(chǎn)生強度不勻，使混凝土內部產(chǎn)生蜂窩、空洞、不密實，影響混凝土質量。

(5)混凝土養(yǎng)生。

養(yǎng)生條件不標準、不及時，將直接影響混凝土的強度。為了獲得質量良好的混凝土，混凝土成型后在適宜的環(huán)境中進行養(yǎng)護。養(yǎng)護的目的是為了保證水泥水化過程能正常進行，包括控制環(huán)境的溫度和濕度。

4 實施方案

(1)進行原材料調查、材料基本性能試驗、礦料級配確定，水泥混凝土路面混合料配合比設計。

(2)路面鋪筑輔助設備配備、輔助材料制備。

(3)在制定完善施工工藝方案基礎上，按施工進度安排，完成試驗段鋪筑。

(4)分析影響小梁和圓柱體標準試驗的因素。(5)分析現(xiàn)場鉆芯取樣試驗的影響因素。(6)確立抗折強度與劈裂強度的關系式。

5 數(shù)據(jù)結果整理

利用軟件處理，進行數(shù)理統(tǒng)計，繪出抗折強度與劈裂強度的關系曲線，推導二者關系模型。

6 結束語

路面水泥碎礫石混凝土彎拉強度的檢測，在現(xiàn)行規(guī)范上沒有具體的換算關系公式。該項研究將通過在試驗室按照標準配合比制作的水泥路面混凝土成型小梁和圓柱體試件做平行試驗，然后測定強度。通過大量的試驗數(shù)據(jù)來統(tǒng)計出各自的經(jīng)驗換算公式，確定二者之間的關，然后在施工現(xiàn)場進行鉆芯取樣進行比對，使之能夠真實地反映出路面混凝土的質量。以彌補碎礫石混凝土用芯樣通過劈裂抗拉強度推算抗折強度沒有現(xiàn)成的換算公式的空白，以便更科學的服務于公路工程建設項目的質量。

［1］水泥混凝土路面施工技術規(guī)范(JTG F30-2003)［S］.中華人民共和國交通部發(fā)布.

［2］公路工程集料試驗規(guī)程(JTJ058-2000)［S］.中華人民共和國交通部發(fā)布.

［3］水泥混凝土路面施工及驗收規(guī)范(GBJ97-87)［S］.中華人民共和國交通部發(fā)布.

U415.1

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1008-3383(2012)11-0075-02

2012-06-22