宋艷艷

(佳木斯市公路工程質(zhì)量監(jiān)督站)

水泥碎礫石混凝土抗折強(qiáng)度與劈裂抗拉強(qiáng)度關(guān)系的研究

宋艷艷

(佳木斯市公路工程質(zhì)量監(jiān)督站)

路面水泥碎礫石混凝土強(qiáng)度的檢測，由于水泥碎礫石混凝土用芯樣通過劈裂抗拉強(qiáng)度推算強(qiáng)度沒有現(xiàn)成的換算公式，如何借助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行理論計算、推導(dǎo)，形成可推廣的數(shù)學(xué)模型，準(zhǔn)確鑒定工程質(zhì)量，確定了水泥碎礫石混凝土抗折強(qiáng)度與劈裂抗拉強(qiáng)度關(guān)系的研究。

水泥碎礫石混凝土;抗折強(qiáng)度與劈裂抗拉強(qiáng)度;關(guān)系

1 研究內(nèi)容

(1)影響小梁和圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的因素。

(2)影響現(xiàn)場鉆芯取樣試驗(yàn)因素的分析。

(3)確立影響水泥混凝土路面強(qiáng)度因素和控制手段。

(4)研究抗折強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系。

2 技術(shù)關(guān)鍵

(1)鉆芯取樣和小梁試驗(yàn)的精度。

(2)應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計方法確立彎拉強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度之間的關(guān)系。

(3)在標(biāo)準(zhǔn)條件建立的關(guān)系式與施工現(xiàn)場劈裂強(qiáng)度的比對與修正。

3 技術(shù)路線及具體實(shí)施方案

在試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)條件下，選用多種材料(用實(shí)際做的)摻配比例、多種不同強(qiáng)度水灰比的水泥混凝土配合比，在試驗(yàn)室內(nèi)成型圓柱體(按鉆芯取樣試件尺寸)和小梁標(biāo)準(zhǔn)試件做平行對比試驗(yàn)，然后用數(shù)理統(tǒng)計方法計算出各自的經(jīng)驗(yàn)換算公式和對實(shí)際施工現(xiàn)場鉆芯取樣圓柱體劈裂強(qiáng)度之間的聯(lián)系。

3.1 技術(shù)路線

(1)調(diào)查研究。

調(diào)查國內(nèi)外在同類項(xiàng)目的研究方法及其取得的進(jìn)展，考察碎石、礫石的成本及強(qiáng)度，研究項(xiàng)目的試驗(yàn)方法、和技術(shù)攻關(guān)理論。

(2)研究試驗(yàn)方案。

①碎石與礫石的配合比試驗(yàn)，通過幾組數(shù)據(jù)，考察其強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。

②對每種配合比的抗折強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)(標(biāo)值)。

③分析與劈裂強(qiáng)度的關(guān)系(按現(xiàn)行規(guī)范核算)。

④試驗(yàn)路段的選取。溫度、濕度、試驗(yàn)段路基干濕狀態(tài)等參數(shù)要滿足實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn);最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，確立兩個強(qiáng)度的關(guān)系，通過對誤差進(jìn)行修正，完善抗折強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度的內(nèi)在聯(lián)系，確定其關(guān)系式。

(3)得出結(jié)論。

①提出碎、礫石級配關(guān)系。

②水灰比例關(guān)系。

③繪出抗折強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度的關(guān)系曲線，推導(dǎo)二者關(guān)系模型。

3.2 具體方案

(1)水泥碎、礫石混凝土配合比組成設(shè)計。

按照預(yù)定五個彎拉強(qiáng)度進(jìn)行配合比計算出每m3混凝土材料用量，形成設(shè)計數(shù)據(jù)組，并說明水泥品種、強(qiáng)度等級，碎、礫石，砂子的料源及碎、礫石摻配比例。

(2)彎拉強(qiáng)度。

①制作彎拉強(qiáng)度試件，試件尺寸150 mm×150 mm×550 mm，每三塊為一組，每個抗折強(qiáng)度制件10組，按照配合比組成設(shè)計的材料用量比例及規(guī)程JTG E30-2005 T0551-2005制做試件。拆模后，及時養(yǎng)生，養(yǎng)生條件：相對濕度95%，溫度控制在20℃ ±2℃范圍內(nèi)進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生28 d。

③彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)：試件養(yǎng)生28 d±2 h，按照規(guī)程JTG E30-2005、T0558-2005方法進(jìn)行試驗(yàn)，并計算出彎拉強(qiáng)度

④實(shí)驗(yàn)組數(shù)及配合比。為了獲得水泥碎、礫石混凝土彎拉強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度的關(guān)系，需進(jìn)行不同配合比、不同彎拉強(qiáng)度及對應(yīng)的劈裂強(qiáng)度的試驗(yàn)。每個彎拉強(qiáng)度需進(jìn)行10組彎拉強(qiáng)度對應(yīng)10組劈裂強(qiáng)度的試驗(yàn)。在每10組彎拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)中，取彎拉強(qiáng)度差大于0.1 MPa的數(shù)據(jù)，匯總并將獲取的匯總數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，畫出曲線，得出相應(yīng)的關(guān)系式。

(3)辟裂強(qiáng)度。

①試件的制備。在彎拉試件養(yǎng)生達(dá)到28 d時，到現(xiàn)場標(biāo)記的具體位置鉆取芯樣，鉆頭的直徑為150 mm，鉆取芯樣應(yīng)符合JTG E30-2005、T0551-2005的要求，一個位置取三個芯樣為一組，每個彎拉強(qiáng)度對應(yīng)10組劈裂強(qiáng)度，試件標(biāo)養(yǎng)24 h。

②試件標(biāo)記及記錄。芯樣用紅油標(biāo)記芯樣編號、記錄對應(yīng)彎拉強(qiáng)度的編號、試件長度、取樣的具體位置、取芯樣時間、外觀檢查描述等。

③辟裂強(qiáng)度試驗(yàn)。試件標(biāo)養(yǎng)24 h后，按照規(guī)程JTG E30-2005、T0561-2005方法進(jìn)行試驗(yàn)，并按下列公式計算其劈裂強(qiáng)度

本文語料例句主要來源于《二月》,文本主要依據(jù)人民文學(xué)出版社1986年出版的《柔石選集》[注]柔石:《柔石選集》,北京:人民文學(xué)出版社,1986年。 中的《二月》。

(4)試驗(yàn)路段。

計劃選擇兩個標(biāo)段進(jìn)行試驗(yàn)，選擇條件為：兩個標(biāo)段鋪筑的路面混凝土使用的原材料相同，碎石、礫石、砂子使用同一個料場，水泥使用同一品種、同一強(qiáng)度等級。選擇路段：對于彎拉強(qiáng)度小于4.0 MPa的試驗(yàn)段，可選擇有便道繞行的路段，便于清除不符合設(shè)計彎拉強(qiáng)度的混凝土，重新鋪筑符合設(shè)計強(qiáng)度的混凝土。

每個標(biāo)段分別鋪筑彎拉強(qiáng)度為5個強(qiáng)度等級試驗(yàn)段，每個彎拉強(qiáng)度分別做5組試件，每組試件應(yīng)在一塊板內(nèi)完成，(對應(yīng)鉆取3個芯件)。對于彎拉強(qiáng)度小于4.0 MPa的試驗(yàn)路段，待28 d完成現(xiàn)場取芯后，清除該段混凝土，重新鋪筑滿足設(shè)計彎拉強(qiáng)度的混凝土。

3.3 影響混凝土配合比組成設(shè)計質(zhì)量的因素分析

(1)原材料情況。

把好各種原材料質(zhì)量關(guān)，是提高水泥混凝土路面質(zhì)量的一個重要因素。

①水泥：采用的水泥要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)號選用不低于42.5 MPa的硅酸鹽水泥或普通水泥，即要求所用水泥的干縮性小、穩(wěn)定性好、早期強(qiáng)度增長快的水泥。

②碎石：強(qiáng)度要求符合技術(shù)要求;含泥量、針片狀含量要嚴(yán)格控制，碎石嚴(yán)格控制在級配范圍內(nèi)。

③礫石：強(qiáng)度要求符合技術(shù)要求;礫石嚴(yán)格控制在級配范圍內(nèi)。

④砂子：選用清潔的粗砂、中砂，不使用細(xì)砂。

(2)水泥混凝土配合比組成設(shè)計的計算方法。

(3)混凝土拌和。

混凝土拌和質(zhì)量直接影響混凝土強(qiáng)度的均勻性，應(yīng)用強(qiáng)制式拌和機(jī)，嚴(yán)格控制用水量，加強(qiáng)整體連續(xù)性。

(4)混凝土振搗。

振搗不當(dāng)，當(dāng)混凝土過振，會使混凝土產(chǎn)生離析、分層。漏振或振搗不足，會產(chǎn)生強(qiáng)度不勻，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生蜂窩、空洞、不密實(shí)，影響混凝土質(zhì)量。

(5)混凝土養(yǎng)生。

養(yǎng)生條件不標(biāo)準(zhǔn)、不及時，將直接影響混凝土的強(qiáng)度。為了獲得質(zhì)量良好的混凝土，混凝土成型后在適宜的環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)的目的是為了保證水泥水化過程能正常進(jìn)行，包括控制環(huán)境的溫度和濕度。

4 實(shí)施方案

(1)進(jìn)行原材料調(diào)查、材料基本性能試驗(yàn)、礦料級配確定，水泥混凝土路面混合料配合比設(shè)計。

(2)路面鋪筑輔助設(shè)備配備、輔助材料制備。

(3)在制定完善施工工藝方案基礎(chǔ)上，按施工進(jìn)度安排，完成試驗(yàn)段鋪筑。

(4)分析影響小梁和圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)的因素。(5)分析現(xiàn)場鉆芯取樣試驗(yàn)的影響因素。(6)確立抗折強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度的關(guān)系式。

5 數(shù)據(jù)結(jié)果整理

利用軟件處理，進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計，繪出抗折強(qiáng)度與劈裂強(qiáng)度的關(guān)系曲線，推導(dǎo)二者關(guān)系模型。

6 結(jié)束語

路面水泥碎礫石混凝土彎拉強(qiáng)度的檢測，在現(xiàn)行規(guī)范上沒有具體的換算關(guān)系公式。該項(xiàng)研究將通過在試驗(yàn)室按照標(biāo)準(zhǔn)配合比制作的水泥路面混凝土成型小梁和圓柱體試件做平行試驗(yàn)，然后測定強(qiáng)度。通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來統(tǒng)計出各自的經(jīng)驗(yàn)換算公式，確定二者之間的關(guān)，然后在施工現(xiàn)場進(jìn)行鉆芯取樣進(jìn)行比對，使之能夠真實(shí)地反映出路面混凝土的質(zhì)量。以彌補(bǔ)碎礫石混凝土用芯樣通過劈裂抗拉強(qiáng)度推算抗折強(qiáng)度沒有現(xiàn)成的換算公式的空白，以便更科學(xué)的服務(wù)于公路工程建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量。

［1］水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F30-2003)［S］.中華人民共和國交通部發(fā)布.

［2］公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ058-2000)［S］.中華人民共和國交通部發(fā)布.

［3］水泥混凝土路面施工及驗(yàn)收規(guī)范(GBJ97-87)［S］.中華人民共和國交通部發(fā)布.

U415.1

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1008-3383(2012)11-0075-02

2012-06-22