淺談高性能混凝土在路橋中的應用及其特性

1、畢 業(yè) 論 文論文題目：淺談高性能混凝土在路橋中的應用及其特性 班 級： 高管09級1班 姓 名： 章 忠 意 學 號： 20093937 指導老師： 王 麗 四川交通職業(yè)技術學院道路橋梁工程系2011年9月目 錄1混凝土主要原料組成21.1水泥質量的控制21.1.1選擇適宜的水泥品種和水泥型號21.1.2做好水泥的檢測工作32高性能混凝土的的特性32.1抗折度高42.2耐久性強42.3工作性好52.4壽命期長53高性能混凝土在路橋中的應用63.1高性能混凝土在橋梁中的應用63.2高性能混凝土在公路中的應用74高性能混凝土應用的施工工藝及其抗凍性研究74.1混凝土的凍害機理84.2影響混凝土抗

2、凍性的因素84.3提高混凝土抗凍性的方法95水泥混凝土路（橋）面抗滑性能分析96水泥混凝土路（橋）面耐久性分析107結束語12參考文獻 12淺談高性能混凝土在路橋中的應用及其特性摘要：混凝土是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠凝材料，顆粒狀集料（也稱為骨料），水，以及必要時加入的外加劑和摻合料按一定比例配制，經均勻攪拌，密實成型，養(yǎng)護硬化而成的一種人工石材。混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點。高性能混凝土為一種能滿足特殊性能和特殊用途的混凝土，僅采用常規(guī)材料、普通拌和、澆筑和養(yǎng)護等措施達不到高性

3、能混凝土的要求，而是必須通過提高澆筑、搗實的方法來提高混凝土的長期力學性能、初期強度、剛度和體積穩(wěn)定性以及延長其在惡劣環(huán)境下的使用壽命。在此分析了高性能混凝土的特性，并簡要分析了高性能混凝土在公路橋梁建設中的應用。本文亦就混凝土路(橋)面的特性進行了深入的探討。關鍵詞：高性能混凝土，路橋，應用，特性分析20世紀70年代以后的二、三十年，世界各國和我國的混凝土科學技術有了十分顯著的發(fā)展，從混凝土外加劑的廣泛應用到工業(yè)廢渣作為磨細摻合料的開發(fā)應用，使混凝土技術向高強化、高性能化大大地邁進了一步。高性能混凝土在1990年由美國正式提出，立即受到全世界注意，被稱為“21世紀混凝土”。我國1992年開始

4、重視，現已在大城市商品混凝土和重要建筑中較普遍采用，形勢很好。高性能混凝土是在高強混凝土的基礎上發(fā)展起來的，已逐漸被很多學者認可，在工程上得到了廣泛的應用。然而隨著對交通運輸要求的日益提高，建設長壽命低維護路面，采用高性能路面混凝土，提高混凝土的抗折強度與耐久性是當前路面混凝土的發(fā)展趨勢。目前，國內外對于橋面鋪裝的研究大多集中在鋪裝材料施工技術的研究，且主要是針對鋼橋。對于鋼筋混凝土橋梁的橋面鋪裝世界各國研究很少，尤其是對剛性鋪裝(水泥混凝土橋面鋪裝)研究更少。1混凝土主要原料組成混凝土主要是由水泥、水、集料、化學外加劑、礦物質混合材料，按比例配合，經過均勻拌制，振搗密實成型及養(yǎng)護硬化而成的人

5、工石材。其內部結構為：水和水泥作用形成水泥漿，水泥漿包裹在砂的表面，并填充于砂的空隙中成為砂漿，砂漿又包裹在石子的表面，并填充砂子的空隙。水泥漿將砂、石牢固地膠結為一整體，使混凝土具有所需的強度、耐久性等性能。1.1水泥質量的控制1.1.1選擇適宜的水泥品種和水泥型號水泥有多種品種標號，應根據設計圖紙的要求和實際使用部位的具體條件，選擇適當的水泥品種和標號。路基路面大多采用C20、C25，抹面用C15，同時還應根據混凝土工程的特點和所處的環(huán)境條件綜合考慮，對水泥強度一般應是混凝土強度等級的1.52.0倍。另外水泥品種和強度等級等物理特性的選擇也應特別慎重，高等級路橋特重、重交通混凝土路面設計彎

6、拉強度要求多在5.0MPa以上，相應要求采用強度42.5級以上水泥。新拌混凝土的和易性、路面裂縫的控制、坍落度損失及外加劑的性能提升等化學特性則決定了路面使用壽命，所以應根據實際情況做好選擇。1.1.2做好水泥的檢測工作對進入施工現場的水泥，在出廠合格證齊全和化驗單符合相應標準的情況下，做好再次檢驗工作，要核驗進場水泥是否與質保資料相符合，包裝標志是否齊全，水泥是否錯進或混進，是否有受潮結塊現象。在認真檢查合格后，督促施工單位按批抽樣送檢，檢驗項目全部合格后，方可準予拌制混凝土。對于甲方提供的水泥，監(jiān)理工程師也不能放松其核檢。做好水泥生產廠家的選擇，應優(yōu)先采購旋窯生產的合格水泥產品，如立窯生產

7、的水泥應認真檢驗其組成及主要指標后才可使用。對進場水泥在檢驗生產廠家和保證資料時重點查看氧化鎂、二氧化硫含量及初凝時間，在安定性項中任一項不符合水泥質量規(guī)定的均為廢品禁止使用，水泥產品的安定性是一項重要的指標，為保證質量，施工所用的水泥必須經過該地區(qū)有資質的試驗室復驗合格后方可使用。2高性能混凝土的的特性高耐久性:長期以來，混凝土一直被看成堅固耐久的材料，實踐證明，普通混凝土并不總象當初應用時所認為的那樣耐久，許多國家早期修建的一些混凝土基礎設施工程已相繼步入老化期。高強度:混凝土強度對結構來說是最基本的性能要求。不同的結構，對混凝土強度要求也不一樣，有的結構要求有較高的抗壓強度與抗剪強度;有

8、的結構希望在短期內有較高的強度;有的結構需要有較高的抗拉強度;有的結構在28天后才承受荷載，希望后期強度有較大的增長可以利用;有的結構需要抗沖切，抗磨損，抗疲勞強度等等。混凝土的工藝性包括對拌和、運輸、澆灌和振實等各操作工序的要求，在施工過程中不產生離析，質量穩(wěn)定，施工完成后的混凝土密實、勻質、平整、表面光潔。高體積穩(wěn)定性:混凝土的體積穩(wěn)定性直接影響結構的受力性能，嚴重者會影響結構的安全?；炷恋捏w積穩(wěn)定性可分成三類，一類是混凝土在凝結過程中發(fā)生的體積變形，總稱為收縮變形;另一類是混凝土在承受荷載后發(fā)生的體積變形，如彈性變形，徐變變形等;還有一類是混凝土在溫度作用下的體積變形，稱為溫度變形。彈

9、性變形是所有結構材料共有的特性，混凝土在受力后產生的彈性變形比較大。要使彈性變形小，就要提高混凝土的彈性模量。提高彈性模量的辦法有:提高混凝土的強度，采用彈性模量高的集料，改善混凝土的級配，提高混凝土密實度。溫度變形。混凝土的溫度變形分兩類，一類是熱脹冷縮變形，如受到約束時，使結構發(fā)生裂縫，甚至破壞;另一類是混凝土水化是產生的溫度應力而引起裂縫。對體積穩(wěn)定性要求，國際上也還沒有一個統一的標準。一般來說，要求混凝土的收縮變形、徐變變形小，彈性模量高，溫度膨脹系數盡量與鋼筋一致。高工藝性:混凝土的工藝性能是混凝土質量的重要保證。沒有好的工藝性能，混凝土就很難達到高強度、高耐久性和高體積穩(wěn)定性。應用

10、經濟性:雖然高性能混凝土在成本上比普通混凝土要高一些，但由于減小了截面尺寸，減輕了結構自重，降低了鋼筋用量，這對自重占荷載主要部分的混凝土結構具有特別重要的意義。高性能混凝土是近期混凝土技術發(fā)展的主要方向，高性能混凝土是具有某些性能要求的勻質混凝土，必須采用嚴格的施工工藝，采用優(yōu)質材料配制，便于澆筑、振搗時不離析、力學性能穩(wěn)定、早期強度高、具有長期的力學性能，抗?jié)B性，密實性，水化熱，韌性，體積穩(wěn)定性等性能的耐久的混凝土，特別適用于高層建筑、橋梁以及暴露在嚴酷環(huán)境中的建筑結構。由于高性能混凝土具有綜合的優(yōu)異技術特性，引起了國內外材料界與工程界的廣泛重視與關注。十多年來，世界上許多國家相繼投入了大

11、量的人力、財力、物力進行該項研究與開發(fā)應用，使高性能混凝土技術取得了很大的進展，在原料的選擇、配合比設計、物理力學性能、耐久性、工作性、結構性能以至應用技術等方面都取得了既有理論基礎又有實用價值的科技成果。高性能混凝土為一種能滿足特殊性能和特殊用途的混凝土，僅采用常規(guī)材料、普通拌和、澆筑和養(yǎng)護等措施達不到高性能混凝土的要求，而是必須通過提高澆筑、搗實的方法來提高混凝土的長期力學性能、初期強度、剛度和體積穩(wěn)定性以及延長其在惡劣環(huán)境下的使用壽命。高性能混凝土往往被人們將其與高強度混凝土聯系起來，其實質高性能混凝土不僅僅是高強度，而且具有相當高的剛度、彈性模量和耐久性，普遍混凝土不能長久作用，如許多

12、混凝土車道在不該開裂的地方開裂或者由于冰凍和融化而剝落；許多橋面遭受嚴重破壞；許多混凝土橋梁在地震中倒塌。因此，只有采用高性能混凝土才有可能避免這些不該發(fā)生的事故。與普通混凝土相比，高性能混凝土具有以下優(yōu)點：2.1抗折度高高性能混凝土是20世紀90年代由發(fā)達國家研制出來的一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現代混凝土技術制作的混凝土，其主要的材料是硅灰、硅微粉、礦渣等廢物材料，高性能混凝土在配置上的特點是采用低水膠比，選用優(yōu)質原材料，且必須摻加足夠數量的礦物細摻料和高效外加劑。這些材料具有優(yōu)良的粘附力和拉力。因此具有高、強度、高彈性，以及高抗折強度，能提高路橋的承載力

13、，所以在橋梁或道路的重要的彎折構件部位，應用高性能混凝土，可以增強它的抗折力，而不會像普通混凝土一樣容易開裂。2.2耐久性強高性能混凝土的主要設計的指標是耐久性，因此，它的耐久性強是它的主要優(yōu)點。它具有普通混凝土所沒有的高抗?jié)B性、抗凍性以及抗侵蝕性，這主要得利于它的材料和材料的配制上。同時高性能混凝土在配置上，將水灰比例控制在0.38以下，這樣可以使水泥漿具有足夠的密度和沾粘力，可以提高抗?jié)B性，同時，添加高性能的減水劑，減少水的比例，以免受溫度影響太大，提高了水泥的抗凍性。另外還添加了礦物質，比如硅灰、粉煤灰等，提高抗侵蝕性。這種優(yōu)化的配制在整體上提高了高性能混凝土的耐久性，從而使它成為21世

14、紀優(yōu)秀的建筑的材料。2.3工作性好工作性的優(yōu)劣與工程質量、施工進度和工程造價密切相關。工作性差的普通混凝土容易造成施工困難，出現空洞、蜂窩、麻面等缺陷，而工作性好的混凝土工作性非常好，鋪裝面細膩光滑。高性能混凝土具有優(yōu)良的工作性，工作性包括流動性、粘聚性、密實性和可塑性等幾個方面，高性能混凝土的它的拌和物具有較高的流動性，易于運輸、澆灌、密實，同時，拌和物體積穩(wěn)定，不滲水。所以，在成型過程中不分層、不離析，能充滿模型。高性能混凝土的原材料顆粒級配良好，配合比例合理，水量適中，鋪裝路橋面顯得很美觀。2.4壽命期長路橋的混凝土由于直接接觸陽光的直射，很容易產生溫差過大的現象，同時，由于風速較大，也

15、很容易造成混凝土表面失水過快。如果采用普通混凝土，路橋面收縮變形較大容易導致混凝土開裂，壽命期很短。但高性能性能混凝土就不同了，它的使用壽命長，在施工期間，高性能混凝土澆灌完之后，會在路面上加以保溫保濕，采取低溫蒸養(yǎng)的方式，保證路面壽命期增長。而對于一些特護工程的特殊部位，控制結構更多考慮的不是混凝土的強度，而是耐久性。高性能混凝土是一種新型的高技術混凝土，是在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎上，采用現代混凝土技術，選用優(yōu)質原材料，在妥善的質量控制下制成的，除采用優(yōu)質水泥、水和集料以外，必須采用低水膠比和摻加足夠數量的礦物細摻料與高效外加劑，高性能混凝土應同時保證下列性能：耐久性、工作性、各種力

16、學性能、適用性、體積穩(wěn)定性和經濟合理性。這些性能到底以哪一個為主，或者說必須先滿足哪一個性能要求才稱得上是高性能混凝土，目前的趨勢是偏向于高耐久性，但不同國家、不同學者、不同技術人員的看法并不一致。根據不同的使用條件或功能要求，高性能混凝土應該有一個或幾個最主要的性能指標，對于這一點，應該是不會有疑義的。因為即便是高性能混凝土也不可能同時達到所有的高性能要求。至于以哪一個性能要求為主，應該根據工程應用實際來確定。作者認為在保證滿足規(guī)定的性能要求前提下，最安全、最經濟、對環(huán)境損害最小的混凝土，就是所需的高性能混凝土。從而可知，高性能混凝土除了應具有優(yōu)異的力學性能，耐久性能和高體積穩(wěn)定性能以外，還

17、應具有以下優(yōu)點：1.盡可能多地使用綠色水泥,如生態(tài)水泥、無熟料水泥、摻大量混合材料的水泥等,最大限度地減少水泥熟料用量,以降低對礦物資源、能源的消耗,減少有害氣體的排放,節(jié)約資源能源,保護環(huán)境。2更多地摻加以工業(yè)廢渣為主的活性細摻料,如磨細礦渣、優(yōu)質粉煤灰、硅灰、稻殼灰、沸石粉等以及其它廢渣,以節(jié)約水泥熟料。3.對大量建筑垃圾進行資源化處理,使之成為可利用的再生混凝土骨料,用于配制再生混凝土,以減少對天然砂石的開采。4.最大限度地發(fā)揮高性能混凝土的優(yōu)勢,提高其耐久性,延長建筑物的使用壽命,以減少水泥和混凝土的用量。3高性能混凝土在路橋中的應用高性能混凝土具有高施工性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性及足

18、夠的力學強度，為此它能相對長時間承受如沖刷、磨耗、冰凍、水的滲入、侵蝕等惡劣環(huán)境。高性能混凝土在路橋應用中，其耐久性優(yōu)點極為突出：一方面它可以提高路基施工質量，確保路基不下沉；另一方面解決了路橋混凝土強度等級低，以及水泥用量少與耐久性要求之間的矛盾。高性能混凝土是以耐久性為主要指標，同時要具有高強、早強、高施工性等優(yōu)異性能。其配制的基本思想是：通過對原材料進行選擇，優(yōu)化混凝土配比，摻入復合高效外加劑，同時摻入一些經過處理的工業(yè)廢料如硅灰、粉煤灰、礦渣等；從混凝土拌和物的流動性、施工工藝方面考慮，要獲得高流態(tài)、低離析、質量均勻的路橋高性能混凝土，應根據路橋混凝土的特點，結合高性能混凝土的優(yōu)點，綜

19、合考慮其各方面的性能要求來進行研究開發(fā)。3.1高性能混凝土在橋梁中的應用高性能混凝土廣泛用于很多離岸結構物和長大跨橋梁的建造，包括長大跨橋梁所用的拌合物。它們主要用于主粱、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有廣泛的應用性，具有易于澆注、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學性能，早期強度高，韌性高和體積穩(wěn)定性好，在惡劣的使用條件下壽命長、高強度、高流動性與優(yōu)異的耐久性。推廣高性能混凝土在橋梁中的應用，延長橋梁的使用年限和獲得更好的經濟效益。人們所關注的是高性能混凝土，而不僅僅是高強度混凝土。耐久性、養(yǎng)護的難易程度以及建設的經濟性已成為工程建設的目標。高性能混凝土有廣泛的應用性，具有易于澆注

20、、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學性能，早期強度高，韌性高和體積穩(wěn)定性好，在惡劣的使用條件下壽命長、高強度、高流動性與優(yōu)異的耐久性。推廣高性能混凝土在橋梁中的應用，延長橋梁的使用年限和獲得更好的經濟效益。人們所關注的是高性能混凝土，而不僅僅是高強度混凝土。耐久性、養(yǎng)護的難易程度以及建設的經濟性已成為工程建設的目標。當前國內應用較好的如上海東海大橋用的混凝土，設計壽命100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、礦粉等廢料化腐朽為神奇，成為特殊的摻和材料，使海工混凝土既有高強度、耐久性、抗腐蝕等特性，又易于施工，直接節(jié)約材料成本2000萬元。不僅效果穩(wěn)定，還能提前感知混凝土的過度疲勞。高性

21、能混凝土在橋梁工程中應用的優(yōu)點是：1）跨徑更長；2）主梁間距更大；3）構件更??；4）耐久性增強；5）力學性能加強。3.2高性能混凝土在公路中的應用高性能混凝土具有高施工性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性及足夠的力學強度，為此它能相對長時間承受隨沖刷、磨耗、冰凍、水的滲入、侵蝕等惡劣環(huán)境。高性能混凝土在公路應用中，其耐久性優(yōu)點極為突出，一方面它可以提高路基施工質量，確保路基不下沉;另一方面需解決公路混凝土強度等級低，水泥用量少，從而形成了水泥用量少與耐久性要求之間的矛盾。高性能混凝土是以耐久性為主要指標，同時要具有高強、高早強、高施工性滴流動、高粘聚性、高可澆注性等優(yōu)異性能。其配制的基本思想是:通過對原

22、材料進行選擇，優(yōu)化混凝土配比，摻人復合高效外加劑。同時摻入一些經過處理的工業(yè)廢料如硅灰、粉煤灰、礦渣等，并從混凝土拌和物的流動性、施工工藝方面考慮，以獲得高流態(tài)、低離析、質量均勻的高強混凝土。同時其耐久性要大大好于普通混凝土。公路高性能混凝土應根據公路混凝土的特點結合高性能混凝土的優(yōu)點，綜合考慮其各方面的性能要求來進行開發(fā)研究。高性能混凝土具有高施工性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性及足夠的力學強度，為此它能相對長時間承受隨沖刷、磨耗、冰凍、水的滲入、侵蝕等惡劣環(huán)境，高性能混凝土在公路應用中，其耐久性優(yōu)點極為突出，一方面，它可以提高路基施工質量，確保路基不下沉；另一方面，需解決公路混凝土強度等級低，水

23、泥用量少，從而形成了水泥用量少與耐久性要求之間的矛盾。公路高性能混凝土應根據公路混凝土的特點，結合高性能混凝土的優(yōu)點，綜合考慮其各方面的性能要求來進行開發(fā)研究。但如果能從改變公路混凝土的施工工藝出發(fā)，不采用滑模攤鋪施工，而采用高流態(tài)（接近自流平），坍落度達240270mm的混凝土來施工，則該方法進一步豐富了公路高性能混凝土的內涵，其帶來的經濟效益和社會效益將是不可估量的?，F公路橋梁高性能混凝土的技術途徑:應以摻復合高效外加劑。經處理的優(yōu)質礦物摻合料來改善混凝土內部的孔結構、孔分布等提高混凝土的力學、耐久性、耐磨性等一系列性能。簡單地說，就是高強水泥+復合高效外加劑+優(yōu)質礦物摻合料+優(yōu)質骨料。4

24、高性能混凝土應用的施工工藝及其抗凍性研究采用拌合性能好的攪拌設備。臥軸式攪拌機或逆流式攪拌機能在較短時問內將其攪拌均勻，采用其他設備時須經過試驗驗證拌合物的均勻性。制備高性能混凝土時，各種原材料的計量應盡量準確。使出機口拌合物的工作度穩(wěn)定，波動小，除對堆料和稱量裝置有較高要求外，一個重要的控制因素是砂石含水量，即使攪拌設備上裝有先進的含水量測定及控制設備，操作人員仍應密切注意正在攪拌的混凝土，在其稠度發(fā)生波動時，及時加以調整。澆筑時不僅操作困難，而且也無法進行外加劑的后添加。由于高性能混凝土的水灰比小，通常泌水少或不泌水。因此，須在澆筑后立即進行濕養(yǎng)護，以防止塑性收縮裂縫的產生，由于其膠凝材料

25、用量較大，為防止內外溫度過大出現溫度裂縫，必須采取保溫措施。綜上所述，公路橋梁高性能混凝土的技術途徑:應以摻復合高效外加劑。經處理的優(yōu)質礦物摻合料來改善混凝土內部的孔結構、孔分布等提高混凝土的力學、耐久性、耐磨性等一系列性能?？箖鲂允堑缆匪嗷炷恋闹饕匦?它在很大程度上決定著水泥混凝土路面的耐久性?？箖鲂员硎净炷恋挚箖鋈谘h(huán)作用的能力,是評價嚴寒地區(qū)混凝土結構耐久性的重要指標之一。凍融破壞在北方地區(qū)非常普遍,造成的損害也很嚴重。防止凍融破壞的方法很多,比如摻入引氣劑、控制水灰比等。摻入引氣劑不僅能提高混凝土的抗凍性,也能改善新拌混凝土的和易性,減少離析和泌水,所以加入引氣劑是最有效最常用

26、的方法。4.1混凝土的凍害機理1.凍融破壞機理。毛細孔中的自由水是導致混凝土遭受凍融損害的主要內在因素。當混凝土處于飽和狀態(tài)時,毛細孔中的水結冰膨脹9%,其產生的膨脹壓力超過混凝土的強度,使混凝土結構破壞。一般情況下,混凝土是不可能處于飽和狀態(tài)的。在低溫情況下,毛細孔中的自由水結冰膨脹,產生膨脹壓力;同時水中所含的堿及其他物質等溶質的濃度會增大,由于凝膠孔中的水還未凍結,溶液濃度不變所以產生濃度差,促使凝膠孔中的水向毛細孔擴散,其結果產生滲透壓。在滲透壓和膨脹壓的共同作用下,使混凝土結構破壞。2.鹽凍破壞機理。鹽凍破壞與凍融破壞的基本原理一樣,只是它帶來的破壞是凍融破壞的2-3倍,除了自由水在

27、毛細孔中結晶產生巨大的滲透壓外,鹽溶液在孔隙中的結晶增加了滲透壓力,撒鹽后增加凍融循環(huán)次數和鹽類的化學侵蝕。4.2影響混凝土抗凍性的因素1.水泥石的孔結構和水灰比。由混凝土凍融破壞的機理可知,當混凝土中大于1000×10-10m的毛細孔數量越多,在飽水率一定的情況下,混凝土產生凍融破壞越嚴重。在水泥水化的任何階段水灰比都決定了硬化水泥漿的孔隙率。水灰比越大,硬化混凝土中孔隙的數量越多,平均孔徑越大。當水灰比較大時,混凝土結構強度降低,從而在更小的膨脹壓力和滲透壓力的作用下,混凝土結構將產生破壞。因此,為了提高混凝土的強度,必須嚴格控制水灰比。實踐證明,當水灰比小于0.4時,硬化漿體的

28、抗凍性好,當水灰比大于0.55時,抗凍性將顯著降低。因此,施工規(guī)范和標準對有抗凍要求地區(qū)的混凝土最大水灰比都做了規(guī)定。2.引氣劑?；炷涟韬蜁r引入空氣泡能以穩(wěn)定的形式存在,又能使這些氣泡的直徑比較小而且均勻分布。這些氣泡的直徑約為0.025mm-0.25mm。由于氣泡彼此隔離,切斷毛細孔通道,使水分不易滲入,所以可減緩結冰膨脹作用,提高混凝土的抗凍性。為使混凝土具有較好的抗凍性,其最佳含氣量約為5%-6%。3.混凝土的飽水狀態(tài)?；炷恋膬龊εc其飽水程度有關。一般認為含水量小于孔隙總體積的91.7%就不會產生凍結膨脹壓力。該數值被稱為極限飽水度。在混凝土完全保水狀態(tài)下,其凍結膨脹壓力最大?；炷?/p>

29、的飽水狀態(tài)主要與混凝土結構的部位及其所處的自然環(huán)境有關。在大氣中使用的混凝土結構,其含水量均達不到該值的極限,而處于潮濕環(huán)境的混凝土,其含水量要明顯增大。最不利的部位是水位變化區(qū),此處的混凝土經常處于干濕交替變化的條件下,受凍時極易破壞。4.混凝土的受凍齡期?；炷恋目箖鲂噪S齡期的增長而提高。因為齡期越長水泥水化越充分,混凝土強度越高,抵抗膨脹的能力越大,這一點對早期受凍的混凝土更為重要。5.水泥品種及集料質量。混凝土的抗凍性隨水泥活性增高而提高。普通硅酸鹽水泥混凝土的抗凍性優(yōu)于混合水泥混凝土的抗凍性,這是由于混合水泥需大量水所致?；炷良蠈ζ淇箖鲂杂绊懼饕w現在集料吸水量的影響及集料本身抗

30、凍性的影響。一般的碎石及卵石都能滿足混凝土抗凍性的要求,自由風化巖等堅固性差的集料才會影響混凝土的抗凍性。對在嚴寒地區(qū)室外使用或經常處于潮濕或干濕交替作用狀態(tài)下混凝土,則應注意優(yōu)選集料。4.3提高混凝土抗凍性的方法1.摻入引氣劑或減水劑及引氣型減水劑。引氣劑、減水劑及引氣型減水劑等外加劑均能提高混凝土的抗凍性。引氣劑能增加混凝土的含氣量且使氣泡均勻分布,而減水劑則能降低混凝土的水灰比,從而減少孔隙率,最終能提高混凝土的抗凍性。摻入引氣劑是提高混凝土抗凍性的主要措施,混凝土路面施工時必須摻入引氣劑,具體引入的含氣量應由設計時的抗凍性要求決定。在不撒鹽的道路上,混凝土應按300次抗凍融循環(huán)能力設計

31、,耐久性因數DF0.6,而在撒鹽的道路上,DF0.8,這是抗鹽凍路面混凝土的必要條件,必須滿足。2.嚴格控制水灰比,提高混凝土的密實性。水灰比是影響混凝土密實性的主要因素,降低水灰比可以提高混凝土的抗凍性。早在1983年,美國ACI規(guī)范規(guī)定,在凍融和鹽凍環(huán)境下,混凝土的最大水灰比在0.4-0.5之間。當前最為有效的方法是摻減水劑特別是高效減水劑。許多研究成果及生產實踐表明摻入水泥重量0.5%-1.5%的高效減水劑可以減少用水量15%-25%,使混凝土強度提高20%-50%,抗凍性也能相應提高。3.選用合適材料。路面施工時,應選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。在水泥廠粉磨用的混合材料不能選用作為惰

32、性材料的石灰石粉,因石灰粉會大大降低混凝土的抗凍性和抗鹽凍剝蝕性。在混凝土中引入空氣泡會使混凝土抗壓強度下降,但引入合適級配及合適尺寸的微小氣泡,可使混凝土的抗折強度提高,這對于道路混凝土是十分有利的,此時根據這一特性去設計路用引氣混凝土,以使強度降低達到最小值。混凝土配合比設計時應盡量采取防止CL-滲透或減慢CL-滲透的措施,這可以采用高效減水劑降低水灰比,增加混凝土的密實度,同時在混凝土中摻入硅灰、磨細粉煤灰或磨細礦渣等活性摻合料,混凝土的等級宜高于C40,且抗凍融循環(huán)能力按300次以上考慮。北方地區(qū)的路橋工程,一定要把混凝土的抗鹽凍性能作為控制指標。摻入引氣劑除了能有效提高混凝土的抗凍性

33、,還能提高新拌混凝土的流動性、和易性、可泵性,減少拌合料的離析和泌水。在道路混凝土中摻入引氣劑不僅能提高路面抗凍融和鹽凍破壞的能力,還能提高折壓比和路面的韌性,從而延長路面的使用壽命。另外,混凝土只有在飽水時才會因受凍而破壞,因此只要把混凝土內的飽水度控制在很低的水平上,混凝土的鹽凍剝蝕破壞就可大為降低。因而,從結構設計上,如何快速地把路面的融化水迅速排出,如合理地開排水溝或埋排水管等,對延長混凝土結構的使用壽命極為有利。5水泥混凝土路（橋）面抗滑性能分析路面的抗滑性能取決于路面的細紋理和粗紋理。細紋理是指水泥漿形成的單個礦物顆粒尺寸和將其膠結在一起的基體所決定的表面粗糙度,而粗紋理是指集料顆

34、粒的棱角和路面表面的空隙及拉槽或壓槽機具形成的凸凹槽。提高水泥混凝土路面抗滑性能的措施：1）明確抗滑構造指標，目前,橋面鋪裝層在設計、施工規(guī)范和評定標準上均未明確提出抗滑構造深度指標。我區(qū)橋梁眾多,過去建成的一些橋梁由于橋面鋪裝層存在抗滑構造紋理達不到要求等缺陷,以至于不得不采用重新刻槽方法處理。所以在設計和評定標準上,增加橋面鋪裝層抗滑構造深度指標要求是很有必要的。2）改進小型施工機具，在施工上,尤其是采用常規(guī)小型機具施工的混凝土路面、橋面,應嚴格控制水泥、砂、碎石等原材料的質量,做到精細施工,禁止混凝土面層磨漿后用鐵抹子進行人工“光面整飾”;同時改造普通的混凝土振動梁和壓槽機具。6水泥混凝

35、土路（橋）面耐久性分析水泥混凝土路面在交通運輸方面占有相當重要的地位，尤其是工業(yè)發(fā)達的國家，公路有一半以上是水泥混凝土路面。目前，在我國日益完善的公路網中，水泥混凝土路面也具有重要的地位。由于汽車工業(yè)和運輸事業(yè)的高速發(fā)展，水泥混凝土路面的荷載不斷加大，這就要求水泥混凝土路面耐久性須更大。水泥混凝土路面的使用壽命，也就是維持行車性能良好的持續(xù)時間，取決于很多因素:一個是是否具有很高的疲勞強度，由于水泥混凝土路面日夜受到汽車荷載的反復作用，特別是重型卡車的破壞作用，沒有很高的疲勞強度，就很容易受損;另一方面，由于路面的暴露面積大，受外界影響更厲害，包括日夜溫差導致路面板反復彎曲，溫度與干濕循環(huán)使路

36、面板反復脹縮;還有其它因素也會造成水泥混凝土路面的損壞，如接縫處理是路面的薄弱部位，由于接縫處理不好，砂、土、水分進人，使路基不夠堅實，也會導致路面板開裂、移位、剝落，加速路面板的破壞。經研究表明：水泥混凝土路面的耐磨耗性能是直接與混凝土的強度相關的，即水泥混凝土的強度越高，路面就越耐磨耗。然而集料本身的耐磨性能，尤其是粗集料，雖然和路面耐磨耗性能有關，但除特殊情況外(如特別脆弱的健石、容易磨光的石灰石細粒)，關系并不大;而另一方面，集料的粒形分布與級配，對路面板的耐磨耗性能，乃至整個路面的使用壽命卻有很大的關系。通過分析認為:集料的顆粒分布不當是路面損壞的主要原因之一。經過對集料的顆粒分布進

37、行廣泛的試驗研究，發(fā)現采用三級配集料攪拌的混凝土，這樣集料顆粒分布就好多了，因為第三級主要由中間顆粒組成，在大小顆粒間形成橋梁，填充空隙并增大混凝土的密實度。對于公路施工，因為速度快、面積大，不可能象地坪那樣精心整面;再者，在高等級路面上，為了抗滑起見，要在表面加工宏觀與微觀抗滑構造，如拉毛、壓槽等，因而精心整面對路面耐磨耗性能的影響更不顯著。因為路板很薄(一般僅為2025cm)，暴露面積大，所以路面表層的耐磨耗性能和施工后的養(yǎng)護是密切相關的，不僅與養(yǎng)護方式、養(yǎng)護材料密切相關，還與養(yǎng)護開始的時間關系很大，例如混凝土表面泌水多時，養(yǎng)護就要延遲開始，否則，泌到表面的水由于覆蓋養(yǎng)護而蒸發(fā)不掉，表面層

38、就會疏松;反之，特別在干熱的天氣里，如果混凝土攤鋪后沒有及時開始養(yǎng)護，很快產生微小的塑性收縮裂縫，使路面容易被環(huán)境中的侵蝕介質滲人，對路面的耐磨耗性能和長期耐久性是很不利的。綜上所述外，在路面施工時往表面灑水以便容易抹面，施工后不注意及時開始養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不夠，甚至不養(yǎng)護等一些錯誤做法，是導致混凝土路面耐磨耗性能很差、甚至剛鋪不久的路面就砂漿剝落、產生麻面、露石等現象的主要原因。大多數道路工程師在設計時只考慮荷載，而沒有考慮磨耗，但磨耗是耐久性的第一個敵人。耐久性與混凝土中的通道有密切關系，因為水分和硫酸鹽可以通過它侵人，如果我們能優(yōu)化拌和物，包括采用優(yōu)質的集料顆粒，減少砂漿量，就可以相應減少一些問題。許多人習慣多用水泥，而不考慮砂漿過量帶來的害處，他們認為在強度上要保險再保險，但事實上結構物并未得到加強，而這正是路面容易毀壞的原因。提離水泥混凝土路面耐1.材料配合及施工上的要為了提高耐久性，應慎選原材料，精心設計、精心施工，才能制出強度高，密實性好的路面。對所選用的材料，除了滿足規(guī)范的要求外，還應注意以下幾點:(1)