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ppt课件.ppt

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1、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交通运输工程大纲水泥混凝土材料特性强度永久变形性能水泥混凝土路面结构材料组成设计原材料性能要求配合比设计的三大参数路面混凝土的配合比设计配合比设计算例1.水泥混凝土材料特性水泥混凝土质量指标：a.强度指标通常用的是龄期为7d的无侧限抗压强度。b.耐久性指标干湿循环试验或冻融循环试验测定。1.1强度特性影响水泥混凝土强度的因素有：试件形状和尺寸龄期抗压和抗拉强度的经验关系（1）试件形状和尺寸抗压试件：150mm的立方体或直径150mm、高300mm的圆柱体抗弯拉试件：小梁试件15cm×15cm×55cm劈裂强度试件：150mm的立方体标准试件

2、。标准弯拉试件采用三分点加荷，如果采用中点加荷，测定结果约比三分点加荷大154%≈200%。路面水泥混凝土弯拉强度标准值及相应抗压强度混凝土劈裂抗拉强度F——破坏荷载，N；A——试件劈裂面面积，㎜²注：关于劈裂抗拉强度与标准试件抗压强度间的关系道路水泥混凝土的抗折强度是以梁标准试件，在标准养护28d后，按三分点加荷方式测定其抗折强度，F——破坏荷载，N；——支座间距，mm；b——试件宽度，mm；h——试件高度，mm。注：如果为跨中单点加荷方式，换算系数为0.85（2）龄期混凝土的强度随龄期而增长，通常采用的28d龄期强度约为其最终强度的70%左右。普通水泥制成的混凝土，标准养护下，混凝土强

3、度与龄期的对数成正比关系。（注：n≧3）（3）抗压和抗拉强度的经验关系当混凝土组成材料一定时，混凝土各强度之间有一定的关系。当无法直接测定时可参照下表。1.2永久变形性能水泥混凝土的变形可分为非荷载型变形和荷载型变形。非荷载型变形主要是由混凝土内部及环境因素引起的各种物理化学变化产生的变化；荷载型变形是混凝土构件在受力过程中，根据自身特定的结构关系产生的变形。非荷载型变形a）塑性收缩拌合物成型后，固体颗粒下沉，表面产生沁水而使混凝土体积减小。可能收缩值为1%，在大体积混凝土中，有可能产生收缩裂缝。b）化学收缩化学收缩量是随混凝土硬化龄期的延长而增加，大致与时间对数成正比，一般在混凝土成型4

4、0d内增长较快，以后趋于稳定。c）干缩变形混凝土的干缩变形与水泥品种、水泥用量和用水量有关。采用矿渣水泥、高强度水泥收缩量较大，水泥用量多或水灰比大者收缩量也比较大。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

5、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。（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

6、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/cm

7、3；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