原材及配合比对水泥砼路面强度的影响分析

王亚杰 李强

【摘  要】随着我国交通事业的不断发展，公路路面结构的形式越来越多，其中水泥作为一种重要的材料被广泛的使用在路面上。水泥混凝土是由粗集料（一般是粉煤灰）、矿渣等按照一定比例加入各种配合比，经一系列搅拌、交变拌合而成的工业用胶凝材料。由于其具有良好的综合性能，所以在实际工程中被广泛应用。

【关键词】原材;配合比;水泥砼路面强度;影响分析

引言

我国交通事业快速发展，道路面积迅速扩大，同时也对交通运输的质量产生了越来越大的要求和挑战。在施工过程中，水泥砼路面会受到车辆荷载的作用、自身的收缩变形等影响，从而导致其稳定性降低，出现裂缝，使路面的使用性能下降。如何在保证工程的正常进行下，提高混凝土的耐久性，延长其寿命，已经成为当下急需解决的问题。

一、原材及配合比设计

混合料中水泥的用量对其质量有很大的影响;而当水泥的用量过大时，会导致其在拌和的时候出现较大的空隙率，使拌和的混凝土强度降低，同时也会使其配合比变得不稳定，容易产生裂缝。在进行原材及配合比的设计时，应该根据工程的实际情况，选择合适的材料以及确定最佳的级配，这样才能保证混合料的强度达到要求。对于不同的原材料要选用对应的试验方法，一般来讲，主要包括：胶结性、水灰比、细集料含量等。原材与配合比设计的要求：（1）原材应具有足够的抗冻性，以保证在长期低温下保持其稳定性。（2）当 混合料中的胶结水含量不足时，应选用适当的拌和用量，使其不产生龟裂、松散现象。（3）当粗集料的组成成分过于复杂，骨料级配不甚合理，则选用不同的粗集比，可以获得性能相对最佳的混凝土路面。（4）细骨料的选择需要满足工程使用的要求和标准。在本试验中，水泥用量为150kg/cm，所以只需加入适量的细骨粉。具体来说，就是通过调整配合比的颗粒大小来达到要求。细砂粒的粒径越小，水泥砼路面的强度就越高。但同时，也要考虑到各种因.素对砂率的影响程度，比如：施工条件、气候环境等。如果是在野外进行，则最好采用干拌法或湿法。这样不仅能减少成本，还能提高产品质量。

二、材及配合比对水泥混凝土路面结构性能的影响分析

混凝土是由水泥、水和水等组分按一定配合比搅拌后凝结成的一种混合物。在道路工程中，主要是由水泥、粗骨料和外加剂组成的混合料。在公路建设中，水泥混凝土路面作为面层材料，其强度的高低会对其产生很大的影响;同时，也会对路面的平整度诰成影响。原材和混合料是由粗集料、细集料和胶结材料组成的多孔结构体，在施工过程中，难免会出现各种细小的缺陷而影响到整个工程的质量问题，所以对其的控制就显得尤为重要。（1）粗骨料的选用 不同的粗骨料對同一水泥混凝土路面的影响也是不一样的，相同的细颗粒级配碎石，当用量不同时，会导致其空隙率变化较大，从而降低了水泥砼的密实度。因此，要根据实际情况选择最佳的砂石级配，并进行合理的配置;在砂石的选取时，应尽量避免使用天然沙砾。（2）水泥与水的比值及其含量的计算方法研究 水泥混凝土的配合比设计中，应该考虑到水灰比、水泥用量以及水胶比等因素的影响来确定。其中又以水泥用量及用水率最为直观。

三、提升水泥砼路面强度的策略分析

对水泥混凝土配合比进行试验检测，可以了解其原材料的组成和特性，同时还能够对其抗压强度、抗折强度等有一个综合的评估方法。在实际的施工过程中，由于各种因素的影响会使原材和混合料的不同性能参数发生变化，通过对这些材料的对比分析，就能更好地确定出最佳的用料比例。在试验中，通常使用的原料有水泥、石子、砂子、沙子、外加剂、水等。而在本次实验中，选用的是粗细集料，即粗骨料，细骨胶凝土粉，它们与水泥的相容性比较好。所以选择了这几种材料的前提条件，再根据试验的要求来选取。

（一）配合比选取

原材料的选择是原材和配合比的基础部分，在进行材料的配比时要考虑到各种因素对其性能的影响以及在施工过程中的实际情况。通常说，水泥砼的拌合是由拌和机来完成的;而石子则由粗集料、细骨料及外加剂等组成。不同的混合料，由于其性质的差异性，会对其造成一定的影响：当粗集料的用量比较少时，石子的强度就会较低;当细骨料的用量多时，石子的强度就会高。所以对于同一个混凝土，应该根据具体的要求来决定哪种矿的用量。不同的原材料组成的混凝土试件，其配合比也是各不相同，其最佳配合比需要根据工程的实际情况来进行确定。在选择的时候，可以考虑到的因素有：温度、湿度、施工条件等。在这里主要介绍以”下几个方面：

（1）水灰比：水灰比是指在一定的时间内，随着水的循环作用下，水泥石所释放出的孔隙数量多少，以及每一次的孔隙深度。水灰量的大小与所产生的孔隙的面积有关。如果含水量高，那么空隙就多，当含水量低，则空隙少，当含水量多时，空隙就多。因此要控制含气量。降低水分的含量可通过调整砂率的方式来实现。砂率的高低也会对砂率的变化造成影响。所以要尽量减少用水量。（2）时间 要想得到一个最佳的配合比，必须严格控制水泥砼的初凝时间。一般来讲，在温度下降的低部位，初凝时间应当缩短，但也不能超过30分钟。如果从低温开始，此时砂率又将继续增加，而砂率又将降低。因此从这个意义上来讲，为了使沥青砼的早期承载能力能够充分发挥，可以适当延长矿的开采深度。

（二）原材及配合比对路面结构性能预测

在对水泥砼路面基层结构进行设计时，需要对材料的性质、施工方法以及原材料的级配特性等因素综合考虑。同时也要充分利用有限元软件，结合试验段的数据和现场的实际情况，选择合适的模型来模拟原材和配合比，并通过分析结果来确定最佳配合比。并且根据测试的试件，将其与标准配合比的试件的强度及收缩率作为评价指标。对于砂石级配比较复杂的工程来说，原材和骨料是影响其强度的重要原因。因此为了保证混凝土的质量问题，就必须要严格控制砂石的用量。如果用普通的粉煤灰代替部分的粉煤灰，会导致混凝土的密实性降低，从而使混凝土的抗拉抗剪承载力下降，最终造成道路的不稳定性。

当水泥砼路面基层的强度达到设计标准值后，便可开始进行路基压实和修补工作。而在施工过程中，为了保证压实度的稳定和路面结构的强度稳定性，必须要对压实机的型号、碾压设备以及碾成遍数等因素加以控制。在试验段，由于摊铺机摊铺的速度较快，因此在混合料拌制时，需要对拌制好的混凝土面层的厚度及密度来确定。同时还需测定不同材料的水泥砼配合比，并将其与实际的要求相比较。当发现出现了新的问题时，应及时采取相应的措施予以解决。当原材及配合比发生变化的情况下，通过现场检测，并结合规范的规定可以看出，原材及其配合比对于路面结构的影响是非常大的;但是如果没有根据具体的工程性质，合理地选择原材料的掺量，就会导致其与最佳的综合指标相差很大，这也会造成后期的修复难度加大。所以说，需要从根本上找出原因，然后制定出有效的解决方案来解决问题。

结语

本文以水泥砼为研究对象，主要对其组成成分以及对原材料的影响因素进行了分析，并针对这些影响因素，提出了一些相应的建议和措施。希望可以提高道路的耐久性，延长路面的寿命和质量。同时也为相关技术人员提供参考。

参考文献：

[1]郭敬业，贾海洋.水泥砼路面抗盐冻性能研究[J].公路与汽运，2020（01）：81-84+97.

[2]郭敬业，贾海洋.水泥砼路面抗盐冻性能研究[J/OL].公路与汽运，2020（01）：81-84+97.

[3]赵婷.公路水泥砼路面修复处理方案剖析[J].四川水泥，2019（02）：15+14.

（作者单位：1.陕西省韩城公路管理局;2.渭南沙王大桥养护管理站）