水泥碎砾石混凝土抗折强度与劈裂抗拉强度关系的研究

宋艳艳

(佳木斯市公路工程质量监督站)

水泥碎砾石混凝土抗折强度与劈裂抗拉强度关系的研究

宋艳艳

(佳木斯市公路工程质量监督站)

路面水泥碎砾石混凝土强度的检测，由于水泥碎砾石混凝土用芯样通过劈裂抗拉强度推算强度没有现成的换算公式，如何借助实验数据进行理论计算、推导，形成可推广的数学模型，准确鉴定工程质量，确定了水泥碎砾石混凝土抗折强度与劈裂抗拉强度关系的研究。

水泥碎砾石混凝土;抗折强度与劈裂抗拉强度;关系

1 研究内容

(1)影响小梁和圆柱体标准试验的因素。

(2)影响现场钻芯取样试验因素的分析。

(3)确立影响水泥混凝土路面强度因素和控制手段。

(4)研究抗折强度与劈裂强度的相关关系。

2 技术关键

(1)钻芯取样和小梁试验的精度。

(2)应用数理统计方法确立弯拉强度与劈裂强度之间的关系。

(3)在标准条件建立的关系式与施工现场劈裂强度的比对与修正。

3 技术路线及具体实施方案

在试验室标准条件下，选用多种材料(用实际做的)掺配比例、多种不同强度水灰比的水泥混凝土配合比，在试验室内成型圆柱体(按钻芯取样试件尺寸)和小梁标准试件做平行对比试验，然后用数理统计方法计算出各自的经验换算公式和对实际施工现场钻芯取样圆柱体劈裂强度之间的联系。

3.1 技术路线

(1)调查研究。

调查国内外在同类项目的研究方法及其取得的进展，考察碎石、砾石的成本及强度，研究项目的试验方法、和技术攻关理论。

(2)研究试验方案。

①碎石与砾石的配合比试验，通过几组数据，考察其强度与经济性指标。

②对每种配合比的抗折强度与劈裂强度进行试验(标值)。

③分析与劈裂强度的关系(按现行规范核算)。

④试验路段的选取。温度、湿度、试验段路基干湿状态等参数要满足实验要求，进行相关实验;最后进行实验验证，确立两个强度的关系，通过对误差进行修正，完善抗折强度与劈裂强度的内在联系，确定其关系式。

(3)得出结论。

①提出碎、砾石级配关系。

②水灰比例关系。

③绘出抗折强度与劈裂强度的关系曲线，推导二者关系模型。

3.2 具体方案

(1)水泥碎、砾石混凝土配合比组成设计。

按照预定五个弯拉强度进行配合比计算出每m3混凝土材料用量，形成设计数据组，并说明水泥品种、强度等级，碎、砾石，砂子的料源及碎、砾石掺配比例。

(2)弯拉强度。

①制作弯拉强度试件，试件尺寸150 mm×150 mm×550 mm，每三块为一组，每个抗折强度制件10组，按照配合比组成设计的材料用量比例及规程JTG E30-2005 T0551-2005制做试件。拆模后，及时养生，养生条件：相对湿度95%，温度控制在20℃ ±2℃范围内进行，标准养生28 d。

③弯拉强度试验：试件养生28 d±2 h，按照规程JTG E30-2005、T0558-2005方法进行试验，并计算出弯拉强度

④实验组数及配合比。为了获得水泥碎、砾石混凝土弯拉强度与劈裂强度的关系，需进行不同配合比、不同弯拉强度及对应的劈裂强度的试验。每个弯拉强度需进行10组弯拉强度对应10组劈裂强度的试验。在每10组弯拉强度数据中，取弯拉强度差大于0.1 MPa的数据，汇总并将获取的汇总数据进行整理分析，画出曲线，得出相应的关系式。

(3)辟裂强度。

①试件的制备。在弯拉试件养生达到28 d时，到现场标记的具体位置钻取芯样，钻头的直径为150 mm，钻取芯样应符合JTG E30-2005、T0551-2005的要求，一个位置取三个芯样为一组，每个弯拉强度对应10组劈裂强度，试件标养24 h。

②试件标记及记录。芯样用红油标记芯样编号、记录对应弯拉强度的编号、试件长度、取样的具体位置、取芯样时间、外观检查描述等。

③辟裂强度试验。试件标养24 h后，按照规程JTG E30-2005、T0561-2005方法进行试验，并按下列公式计算其劈裂强度

本文语料例句主要来源于《二月》,文本主要依据人民文学出版社1986年出版的《柔石选集》[注]柔石:《柔石选集》,北京:人民文学出版社,1986年。 中的《二月》。

(4)试验路段。

计划选择两个标段进行试验，选择条件为：两个标段铺筑的路面混凝土使用的原材料相同，碎石、砾石、砂子使用同一个料场，水泥使用同一品种、同一强度等级。选择路段：对于弯拉强度小于4.0 MPa的试验段，可选择有便道绕行的路段，便于清除不符合设计弯拉强度的混凝土，重新铺筑符合设计强度的混凝土。

每个标段分别铺筑弯拉强度为5个强度等级试验段，每个弯拉强度分别做5组试件，每组试件应在一块板内完成，(对应钻取3个芯件)。对于弯拉强度小于4.0 MPa的试验路段，待28 d完成现场取芯后，清除该段混凝土，重新铺筑满足设计弯拉强度的混凝土。

3.3 影响混凝土配合比组成设计质量的因素分析

(1)原材料情况。

把好各种原材料质量关，是提高水泥混凝土路面质量的一个重要因素。

①水泥：采用的水泥要符合国家标准，标号选用不低于42.5 MPa的硅酸盐水泥或普通水泥，即要求所用水泥的干缩性小、稳定性好、早期强度增长快的水泥。

②碎石：强度要求符合技术要求;含泥量、针片状含量要严格控制，碎石严格控制在级配范围内。

③砾石：强度要求符合技术要求;砾石严格控制在级配范围内。

④砂子：选用清洁的粗砂、中砂，不使用细砂。

(2)水泥混凝土配合比组成设计的计算方法。

(3)混凝土拌和。

混凝土拌和质量直接影响混凝土强度的均匀性，应用强制式拌和机，严格控制用水量，加强整体连续性。

(4)混凝土振捣。

振捣不当，当混凝土过振，会使混凝土产生离析、分层。漏振或振捣不足，会产生强度不匀，使混凝土内部产生蜂窝、空洞、不密实，影响混凝土质量。

(5)混凝土养生。

养生条件不标准、不及时，将直接影响混凝土的强度。为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后在适宜的环境中进行养护。养护的目的是为了保证水泥水化过程能正常进行，包括控制环境的温度和湿度。

4 实施方案

(1)进行原材料调查、材料基本性能试验、矿料级配确定，水泥混凝土路面混合料配合比设计。

(2)路面铺筑辅助设备配备、辅助材料制备。

(3)在制定完善施工工艺方案基础上，按施工进度安排，完成试验段铺筑。

(4)分析影响小梁和圆柱体标准试验的因素。(5)分析现场钻芯取样试验的影响因素。(6)确立抗折强度与劈裂强度的关系式。

5 数据结果整理

利用软件处理，进行数理统计，绘出抗折强度与劈裂强度的关系曲线，推导二者关系模型。

6 结束语

路面水泥碎砾石混凝土弯拉强度的检测，在现行规范上没有具体的换算关系公式。该项研究将通过在试验室按照标准配合比制作的水泥路面混凝土成型小梁和圆柱体试件做平行试验，然后测定强度。通过大量的试验数据来统计出各自的经验换算公式，确定二者之间的关，然后在施工现场进行钻芯取样进行比对，使之能够真实地反映出路面混凝土的质量。以弥补碎砾石混凝土用芯样通过劈裂抗拉强度推算抗折强度没有现成的换算公式的空白，以便更科学的服务于公路工程建设项目的质量。

［1］水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)［S］.中华人民共和国交通部发布.

［2］公路工程集料试验规程(JTJ058-2000)［S］.中华人民共和国交通部发布.

［3］水泥混凝土路面施工及验收规范(GBJ97-87)［S］.中华人民共和国交通部发布.

U415.1

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1008-3383(2012)11-0075-02

2012-06-22