路面水泥混凝土配合比设计

路面水泥混凝土配合比设计2009年4月5日•一、路面水泥混凝土原材料的基本要求•混凝土混合料由水泥、粗集料、细集料、水与外加剂等原材料组成。下面重点讲一下这些材料基本要求及其主要指标的试验方法。•㈠水泥•1、特重、重交通路面宜采用旋窑道路硅酸盐水泥，也可采用旋窑硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；中、轻交通的路面可采用矿渣硅酸盐水泥；低温天气施工或有快通要求的路段可采用R型水泥，此外宜采用普通型水泥。各交通等级路面水泥抗折强度、抗压强度应符合下表的规定。各交通等级路面各龄期的抗折强度、抗压强度交通等级特重交通重交通中、轻交通龄期(d)328328328抗压强度(MPa)，≥25.557.522.052.516.042.5抗折强度(MPa)，≥4.57.54.07.03.56.52、水泥进场时每批量应附有化学成分、物理、力学指标合格的检验证明。各交通等级路面所使用水泥的化学成分、物理性能等路用品质要求应符合下表的规定。各交通等级路面用水泥的化学成分和物理指标水泥性能特重、重交通路面中、轻交通路面水泥性能特重、重交通路面中、轻交通路面水泥性能特重、重交通路面中、轻交通路面铝酸三钙②不宜7.0%不宜9.0%铝酸三钙②不宜7.0%不宜9.0%铝酸三钙②不宜7.0%不宜9.0%铁铝酸四钙②不宜15.0%不宜12.0%铁铝酸四钙②不宜15.0%不宜12.0%铁铝酸四钙②不宜15.0%不宜12.0%游离氧化钙②不得1.0%不得1.5%游离氧化钙②不得1.0%不得1.5%游离氧化钙②不得1.0%不得1.5%氧化镁①不得5.0%不得6.0%氧化镁①不得5.0%不得6.0%氧化镁①不得5.0%不得6.0%三氧化硫①不得3.5%不得4.0%三氧化硫①不得3.5%不得4.0%三氧化硫①不得3.5%不得4.0%碱含量Na20＋0.658K2O≤0.6%怀疑有碱活性集料时，≤0.6%；无碱活性集料时，≤1.0%碱含量Na20＋0.658K2O≤0.6%怀疑有碱活性集料时，≤0.6%；无碱活性集料时，≤1.0%碱含量Na20＋0.658K2O≤0.6%怀疑有碱活性集料时，≤0.6%；无碱活性集料时，≤1.0%混合材种类②不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土，有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土，有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉混合材种类②不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土，有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土，有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉混合材种类②不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土，有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉不得掺窑灰、煤矸石、火山灰和粘土，有抗盐冻要求时不得掺石灰、石粉安定性①雷氏夹或蒸煮法检验必须合格蒸煮法检验必须合格安定性①雷氏夹或蒸煮法检验必须合格蒸煮法检验必须合格安定性①雷氏夹或蒸煮法检验必须合格蒸煮法检验必须合格标准稠度需水量不宜28%不宜30%标准稠度需水量不宜28%不宜30%标准稠度需水量不宜28%不宜30%烧失量②不得3.0%不得5.0%烧失量②不得3.0%不得5.0%烧失量②不得3.0%不得5.0%比表面积宜在300—450m2／kg宜在300—450m2／kg比表面积宜在300—450m2／kg宜在300—450m2／kg比表面积宜在300—450m2／kg宜在300—450m2／kg细度(80μm)②筛余量不得10%筛余量不得10%细度(80μm)②筛余量不得10%筛余量不得10%细度(80μm)②筛余量不得10%筛余量不得10%初凝时间①不早于1.5h不早于1.5h初凝时间①不早于1.5h不早于1.5h初凝时间①不早于1.5h不早于1.5h终凝时间②不迟于10h不迟于10h终凝时间②不迟于10h不迟于10h终凝时间②不迟于10h不迟于10h28d干缩率*②不得0.09%不得0.10％28d干缩率*②不得0.09%不得0.10％28d干缩率*②不得0.09%不得0.10％耐磨性*②不得＞3.6kg／m不得3.6kg／m2耐磨性*②不得＞3.6kg／m不得3.6kg／m2耐磨性*②不得＞3.6kg／m不得3.6kg／m2•注：*28d干缩率和耐磨性试验方法采用《道路硅酸盐水泥》(CBl3693)标准。••3、选用水泥时，除满足上述表的各项规定外，还应通过混凝土配合比试验，根据其配制弯拉强度、耐久性和工作性优选适宜的水泥品种、强度等级。•4、采用机械化铺筑时，宜选用散装水泥。散装水泥的夏季出厂温度：南方不宜高于65℃，北方不宜高于55℃；混凝土搅拌时的水泥温度：南方不宜高于60℃，北方不宜高于50℃，且不宜低于10℃。•5、当贫混凝土和碾压混凝土用做基层时，可使用各种硅酸盐类水泥。不掺用粉煤灰时，宜使用强度等级32.5级以下的水泥。掺用粉煤灰时，只能使用道路水泥、硅酸盐水泥、普通水泥。水泥的抗压强度、抗折强度、安定性和凝结时间必须检验合格。•㈡粗集料•1、粗集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石、碎卵石和卵石，并应符合下表的规定。高速公路、一级公路、二级公路及有抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面使用的粗集料级别应不低于Ⅱ级，无抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用Ⅲ级粗集料。有抗(盐)冻要求时，I级集料吸水率不应大于1.0%；Ⅱ级集料吸水率不应大于2.0%。碎石、碎卵石和卵石技术指标项目技术要求I级Ⅱ级Ⅲ级碎石压碎指标(％)101520①针片状颗粒含量(按质量计％)51520②含泥量(按质量计％)0.51.01.5有机物含量(比色法)合格合格合格硫化物及硫酸盐(按SO3质量计％)＜0.5＜1＜1岩石抗压强度火成岩不应小于100MPa；变质岩不应小于80MPa；水成岩不应小于60MPa表观密度2500kg／m3松散堆积密度1350kg／m3空隙率47%碱集料反应经碱集料反应试验后，试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定试验龄期的膨胀率应小于0.10％。注：①Ⅲ级碎石的压碎指标，用做路面时，应小于20%；用做下面层或基层时，可小于25%；②Ⅲ级粗集料的针片状颗粒含量，用做路面时，应小于20%；用做下面层或基层时，可小于25%。•2、用做路面和桥面混凝土的粗集料不得使用不分级的统料，应按最大公称粒径的不同采用2～4个粒级的集料进行掺配，并应符合下表合成级配的要求。卵石最大公称粒径不宜大于19.0mm；碎卵石最大公称粒径不宜大于26.5mm；碎石最大公称粒径不应大于31.5mm。贫混凝土基层粗集料最大公称粒径不应大于31.5mm；钢纤维混凝土与碾压混凝土粗集料最大公称粒径不宜大于19.0mm。碎卵石或碎石中粒径小于75μm的石粉含量不宜大于1%。粒径级配方筛孔尺寸(mm)2.364.759.5016.019.026.531.537.5累计筛余(以质量计)(％)合成级配4.75～1695～10085～10040～600～104.75～1995～10085～9560～7530～450～504.75～26.595～10090～10070～9050～7025～400～504.75～31.595～10090～10075～9060～7540～6020～350～50粒级4.75～9.595～10080～1000～1509.5～1695～10080～1000～1509.5～1995～10085～10040～600～15016～26.595～10055～7025～400～10016～31.595～10085～10055～7025～400～100粗集料级配范围•㈢细集料•1、细集料应采用质地坚硬、耐久、洁净的天然砂、机制砂或混合砂，并应符合下表的规定。高速公路、一级公路、二级公路及有抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面使用的砂应不低于Ⅱ级，无抗(盐)冻要求的三、四级公路混凝土路面、碾压混凝土及贫混凝土基层可使用Ⅲ级砂。特重、重交通混凝土路面宜使用河砂，砂的硅质含量不应低于25%。细集料技术指标项目技术要求I级Ⅱ级Ⅲ级机制砂单粒级最大压碎指标(％)＜20＜25＜30氯化物(氯离子质量计％)0.010.020.06坚固性(按质量损失计％)＜6＜8＜10云母(按质量计％)＜1＜2＜2天然砂、机制砂含泥量(按质量计％)＜1＜2＜3天然砂、机制砂泥块含量(按质量计％)0＜1＜2机制砂MB值1.4或合格石粉含量②(按质量计％)＜3＜5＜7机制砂MB值≥1.4或不合格石粉含量(按质量计％)＜1＜3＜5有机物含量(比色法)合格合格合格硫化物及硫酸盐(按S0质量计％)＜0.5＜0.5＜0.5轻物质(按质量计％)＜1＜1＜1机制砂母岩抗压强度火成岩不应小于100MPa；变质岩不应小于80MPa；水成岩不应小于60MPa。表观密度2500kg/m3松散堆积密度1350kg／m3空隙率47%碱集料反应经碱集料反应试验后，由砂配制的试件无裂缝、酥裂、胶体外溢等现象，在规定试验龄期的膨胀率应小于0.10%•注：①天然Ⅲ级砂用做路面时，含泥量应小于3%；用做贫混凝土基层时，可小于5%；②亚甲蓝试验MB试验方法见《公路水泥混凝土路面施工技术规范》附录B。•2、细集料的级配要求应符合下表的规定，路面和桥面用天然砂宜为中砂，也可使用细度模数在2.0～3.5之间的砂。同一配合比用砂的细度模数变化范围不应超过0.3，否则，应分别堆放，并调整配合比中的砂率后使用。细集料级配范围砂分级方筛孔尺寸(mm)0.150.300.601.182.364.75累计筛余(以质量计)(％)粗砂90～10080～9571～8535～655～350～10中砂90～10070～9241～7010～500～250～10细砂90～10055～8516～400～250～150～10•3、路面和桥面混凝土所使用的机制砂除应符合上述两表规定外，还应检验砂浆磨光值，其值宜大于35，不宜使用抗磨性较差的泥岩、页岩、板岩等水成岩类母岩品种生产机制砂。配制机制砂混凝土应同时掺引气高效减水剂。•4、在河砂资源紧缺的沿海地区，二级及二级以下公路混凝土路面和基层可使用淡化海砂，缩缝设传力杆混凝土路面不宜使用淡化海砂；钢筋混凝土及钢纤维混凝土路面和桥面不得使用淡化海砂。淡化海砂除应符合上述两表要求外，尚应符合下述规定：•⑴淡化海砂带人每立方米混凝土中的含盐量不应大于1.0kg。•⑵淡化海砂中碎贝壳等甲壳类动物残留物含量不应大于1.0%。•⑶与河砂对比试验，淡化海砂应对砂浆磨光值、混凝土凝结时间、耐磨性、弯拉强度等无不利影响。•㈣水•饮用水可直接作为混凝土搅拌和养护用水。对水质有疑问时，应检验下列指标，合格者方可使用。•1、硫酸盐含量(按SO42－计)小于0.0027mg/mm3。•2、含盐量不得超过0.005mg／mm3。•3、pH值不得小于4。•4、不得有油污、泥和其它有害杂质。㈤外加剂1、外加剂的产品质量应符合下表的各项技术指标。供应商应提供有相应资质外加剂检测机构的品质检测报告，检验报告应说明外加剂的主要化学成分，认定对人员无毒副作用。混凝土外加剂产品的技术性能指标试验项目普通减水剂高效减水剂早强减水剂缓凝高效减水剂缓凝减水剂引气减水剂早强剂缓凝剂引气剂减水率(％)，≮8158158126泌水率比(％)，≮9590951001007010010070试验项目普通减水剂高效减水剂早强减水剂缓凝高效减水剂缓凝减水剂引气减水剂早强剂缓凝剂引气剂含气量(％)≤3.0≤4.0≤3.04.55.53.03.0凝结时间初凝-90～-90～-90～+90+90-90～-90～+90-90～(min)终凝+120+120+90+120+90+1201d140140135抗压强度3d11513013012510011513010095试验项目普通减水剂高效减水剂早强减水剂缓凝高效减水剂缓凝减水剂引气减水剂早强剂缓凝剂引气剂比(％)≮7d1151251151251101101101009528d1101201