影響水泥砼路面抗折強度的因素分析

李善洲

【摘 要】水泥砼面層以抗折強度作為強度檢驗和評定的首要指標，本文著重對配合比各組分原材料；攪拌及施工工藝；試驗方法、試件成型方式；檢驗和試驗人員素質這幾個主要因素對抗折強度的影響進行探討。

【關鍵詞】水泥砼路面；抗折強度；因素；分析

引言

在我國道路路面的結構形式中，水泥砼路面因其獨特的優點，依然被公路和城市道路廣泛地采用?？拐蹚姸葦抵档母叩蛣t直接關系著砼路面質量的好壞。筆者參考國內外相關資料，結合近幾年來的施工、檢驗和試驗實踐，對影響砼路面抗折強度的幾個因素進行初步的探討。

一、配合比各組分原材料的影響

1 水泥。砼路面的第一力學指標是抗折強度，其高低對砼試件抗折強度高低有直接影響。水泥的抗折強度是砼抗折強度不可逾越的上限，砼的抗折強度比標準砂漿的抗折強度低2MPa左右。由此可見，在其他技術指標滿足要求的情況下，應盡可能使用抗折強度高的水泥，即盡量使用道路水泥或對提高抗折強度有利的含硅酸三鈣和鐵鋁酸四鈣高的水泥。

2 集料。過去，通常認為集料是砼的惰性成份，除了粒徑和級配外，它對路面砼的性能影響很小，但試驗表明，粗集料的種類、壓碎值、最大粒徑、針片狀含量、級配、軟弱顆粒含量對抗折強度都有影響。良好的級配和粒型可使路面砼形成具有較大嵌鎖力的密實骨架結構，對提高抗折強度有利。同時，由于路面砼的特殊受力方式（承受動載的反復沖擊），包括泥塊、土、石粉等的軟弱顆粒使集料界面粘結強度大大降低，從而使抗折強度降低很多。所以，路面砼對骨料的要求比一般砼更嚴格。

3 水泥用量和水灰比?？箟簭姸鹊呐浜媳仍O計中，水灰比和水泥用量是配制強度標號的主要參數，在抗折強度的配合比設計中，水灰比定則仍然是行之有效必須遵循的基本原理。但是，由于影響砼抗折強度與抗壓強度的因素并非相同，部分因素甚至是相反的，單純增加水泥用量、降低水灰比，對抗折強度的提高不再明顯，反而造成經濟上的不合算，所以《水泥砼路面施工及驗收規范》（GB97 1987）中規定最大水泥用量不宜超過400kg/m3。

4 雙摻技術的應用。我們選擇A因子（單摻粉煤灰），B因子（雙摻外加劑和粉煤灰）兩個因子，每個因子三個水平。以抗折強度為指標，通過直接比較可知，A2（25%）> A3（30%）> A1（20%），B3（1.5%）> B2（1.0%）> B1（0）。再對試驗結果作F檢驗（計算過程略），FB> FA，表明雙摻效果比較好。因此，可以采用A2B3組合，即粉煤灰摻量（占水泥用量）25%，外加劑取水泥用量的1.5%。盡管抗折強度與外加劑摻量呈正相關關系，但從經濟效益等方面考慮，外加劑摻量不宜再提高。綜合分析，由于摻加外加劑和粉煤灰后，砼的密度增加，有利于提高抗折強度。

二、攪拌及施工工藝的影響

當前施工中，大多采用強制式攪拌站集中攪拌的供料方式，攪拌站采用微機控制，可為施工單位提供更可靠的配合比。但攪拌站要把好材料關和配合比調整關（理論配合比和施工配合比的調整）：原材料要按要求定期送檢，砂、石的含水量要隨時測定，以便及時調整配合比中的用水量和砂子用量，在夏季、多雨季節，測量砂、石含水量尤其重要。

攤鋪及成型工藝的選擇應根據施工單位的設備、技術、管理、人員等實際情況，盡量選擇比較先進的施工工藝，這是保證砼路面內在密實度和外觀質量的關鍵步驟之一。施工前應根據砼路面施工進度計劃，編制出一套合理并切實可行的施工組織設計和施工現場管理辦法，作好施工人員的技術培訓，加強過程控制，為整個工程的順利實施制定有力的保證措施。

三、試驗方法、試件成型及養護條件的影響

在《普通砼力學性能試驗方法》GBJ81 1985中，關于抗壓試件的制作及養護有專門的規定，但抗折試件的成型比較特殊。作為檢驗評定砼路面強度高低的主要手段--小梁試件抗折強度檢驗，強化嵌鎖和界面是保證抗折強度和小變形性能的基本措施，而增強集料的嵌鎖力與試件成型時的振動方式有很大的關系。我們對兩種成型方式的試件作對比試驗，發現用振搗棒制作的試件抗折強度偏低10%～ 20%。其存在差別的原因是由于折斷的橫斷面上振搗棒振動過的插孔，即小梁試件的中央幾乎沒有粗集料或僅有很少的粗集料，而振搗棒越粗，砼坍落度越小，這種影響越大，抗折強度降低得越多。

四、檢驗和試驗人員素質的影響

工作人員的業務素質、熟練程度、工作責任心等對砼的抗折強度有很大的影響。對某一工程使用同一攪拌站生產的砼的兩個不同試驗人員，不同月份抽取的砼抗折試塊作為樣本進行的統計分析，結果如下：

1 甲、乙兩個試驗人員所有抗折強度數據統計分析

從表1可見：X甲> X乙，S甲< S乙，說明甲試驗員的業務素質高于乙試驗員業務素質。通過以上分析可以看出，甲、乙兩雖然在配合比、原材料、攪拌工藝、成型方式都相同的情況下留置試塊，統計分析結果卻不大相同，說明檢驗試驗人員的業務素質、工作態度是影響試驗結果的不可忽視的重要因素。

五、結論

水泥砼是一種脆性材料，對配合比、原材料質量、施工工藝及檢驗試驗等因素非常敏感，因此在組織水泥砼路面施工時，必須嚴格管理。在實際應用中，還要從影響產品質量的"人、機、料、法、測（檢測）、環"（即5M1E）幾個方面入手，確保工程質量。

【參考文獻】

[1]《水泥砼路面施工及驗收規范》（GB97 1987）.人民交通出版社

[2]《水泥砼路面設計規范》（JTT012 1994），人民交通出版社

[3]李炎青.淺談如何提高施工中砼路面的抗折強度.《交通科技與經濟》.2006