抗折強度

　　概述

　　rupture strength;folding strength;transverse strength

　　材料單位面積承受彎矩時的極限折斷應力。又稱抗彎強度、斷裂模量。顆粒配比是否合理、氣孔的大小和數量、組織結構是否均勻一致、顆粒間結合是否牢固等是決定耐火材料抗折強度大小的重要因素。提高耐火材料的抗折強度，主要工藝手段是：改進磚料的顆料級配、加大成型壓力以提高制品坯體的密度，使用優質結合劑和提高制品的燒結。

　　又稱抗彎強度。耐火泥料或陶瓷材料受到彎曲負荷的作用而破壞時的極限應力。用破壞彎曲力矩(牛·米)與折斷處的截面阻力矩(立方厘米)之比值表示，單位為帕。試驗在通用萬能材料試驗機上進行。試件為高(10～16)毫米×120毫米的圓柱體或10毫米X 10毫米X120毫米的長方柱體。

　　混凝土抗折強度計算

　　水泥混凝土抗折強度是以150mm×150mm×550mm的梁形試件，在標準養護條件下達到規定齡期后(28天)，在凈跨450mm、雙支點荷載作用下的彎拉破壞。

　　抗折強度fcf=FL/(bhh)

　　式中：F--極限荷載(N);

　　L--支座間距離，L=450mm;

　　b--試件寬度(mm);

　　h--試件高度(mm)。

　　只有當斷面發生在兩個加荷點之間時，才能計算抗折強度，否則該試件之結果無效。

　　水泥砼路面抗折強度的影響因素

　　水泥砼路面由于直接受車輛荷載的重復作用及環境因素(如溫度、濕度)的影響，因而對砼板要求具有較高的抗折強度、耐久性、耐磨性和抗滑性。其中抗折強度是砼路面的一項重要控制指標，其大小是否滿足設計要求，將直接影響到路面的整體質量及使用壽命。要滿足上述要求，很大程度上取決于原材料的品質、混合料組成以及現場的施工控制。所以，在工程上必須砼的路用要求，分析影響其強度的因素，從而選擇合格材料，科學設計，合理施工，以滿足水泥砼路面的各項指標要求。

　　下面主要從原材料品質、砼配合比組成設計及施工等方面入手，結合實際，簡要分析水泥砼抗折強度的影響因素。

　　原材料品質對水泥砼路面抗折強度的影響

　　(一)水泥質量及用量對砼強度的影響

　　1. 水泥質量好壞將直接影響砼的強度及其拌和物的性質。這主要取決于水泥本身的技術性質，如鈣化速率、收縮開裂、磨耗性能等，因此，路面用水泥要求具有抗折強度高，收縮性、抗磨性、耐久性好以及彈性模量低等技術性質。

　　2. 水泥用量對砼強度的影響。用量太小很難滿足砼強度、耐久性、耐磨性等要求;用量過大，雖然能滿足強度要求，但砼中水化熱大，收縮亦大，容易因收縮而產生開裂。因而水泥用量應滿足最小水泥用量要求，但也應控制最大水泥用量。

　　3. 水泥品種及標號的選用。一般應采取強度高、干縮性小，抗磨性與耐久性好的水泥。其品種及標號的選用必須根據公路等級、工期、鋪筑時間、方法及經濟性等因素綜合考慮選定。通常建議水泥標號：特重、重交通不小于52.5#、其他不小于42.5#。

　　(二)粗、細集料對砼強度的影響

　　1. 粗集料(碎石)對砼強度的影響。粗集料應質地堅硬、耐久潔凈，符合一定的級配要求，才能保證砼路面具有足夠的強度，良好的抗滑、耐磨、耐久性。因此，其各項指標應符合有關技術標準要求，如針片狀顆粒含量、含泥量、壓碎值指標、顆粒級配等。尤其是顆粒級配，級配好，既節約水泥，又提高強度;級配不合理，不僅浪費水泥，而且很難達到強度要求。

　　2. 細集料(砂)對砼強度的影響。路面用砂要求具有較高的密度和較小的比表面，以滿足新拌砼工作性、硬化后強度、耐久性的要求，同時又達到節約水泥的目的。其級配要求應與相應的粗集料一并考慮，級配不良，則很難配制良好的混合料。所以，細集料不僅應潔凈，質地堅硬、耐久，而且其各項指標應滿足規范要求。

　　(三)水質與用量對砼強度的影響

　　水質較差的水，因含有油、酸、鹽類、有機質等化學物質，從而對路面砼產生不良影響。因此對不符合相關指標要求的水不宜作為路面砼用水。

　　另外，水的用量大小，對砼強度也有很大影響，在水泥用量一定的條件下，水用量太大，水灰比(W/C)勢必增大，雖施工方便，但很難保證砼強度;水用量偏小，砼和易性差，雖強度容易保證，到施工難度增大。因此，砼配合比設計中，尤其是路面砼一定要控制水灰比的大小。

　　(四)外加劑對砼強度的影響

　　外加劑選用得當，可在一定程度上改善路面砼的技術性質，如工作性、抗凍、抗磨等性能，從而提高砼強度。對于未使用過的外加劑，應在充分調查試驗和實地試用后，方可決定選用的外加劑是否適用。另外，由于引用外加劑后常常會改變砼對制備工藝的要求，因而在實際使用時，要特別注意用量正確，拌和均勻，以免產生不良影響。

　　組成設計對水泥砼路面抗折強度的影響

　　原材料的選用固然重要，但能否科學合理地對路面砼配合比進行設計，也是影響路面砼抗折強度的一個重要因素。眾所周知，水泥砼路面板厚度計算，強度評定是以抗折強度(彎拉強度)為依據的，因而砼配合比設計應根據設計抗折強度、耐久性、耐磨性、工作性等要求和經濟合理的原則選用原材料，材料通過試驗和必要的調整后，確定砼單位體積中各種組成材料的用量。一個砼配合比設計合理與否，其關鍵取決于水灰比、單位用水量、砂率三個參數的確定。

　　(一)水灰比(W/C)對路面砼強度的影響

　　這是路面砼配合比設計的一個關鍵參數，選用得當與否，直接影響路面砼的強度。W/C太小，和易性差，難以控制施工;W/C太大，坍落度增大，砼有足夠的流動性，方便施工，但很難保證砼的強度。因此，W/C的選用必須滿足“不大于W/Cmax要求”：公路、城市道路和廠礦道路不大于0.46;冰凍地區冬季施工不大于0.45。

　　(二)單位用水量對路面砼強度的影響

　　在水灰比一定的情況下，單位用水量的大小直接影響砼的工作性，尤其是坍落度。Wo太大，水泥用量增大，造成浪費，坍落度也隨之增大;Wo太小，水泥用量相對減少，難以保證最小水泥用量(路面一般不小于300Kg/m3)，坍落度也隨之減小。這兩種情況，均不利于路面砼強度的正常增長。因此，Wo選用要適中。

　　(三)砂率對路面砼強度的影響

　　砂率是指細集料(砂)占粗、細集料總量的百分比。砂率太大，粗集料相對減小，難以起到骨架作用，影響砼路面的整體強度;砂率太小，粗集料相應增多，細集料相對減少，雖能形成骨架，但難以使砼呈密實狀態，勢必降低砼強度。因此，砂率選用應適當(對于路面一般以不大于32%為宜)

　　施工因素對水泥砼路面抗折強度的影響

　　(一)拌和條件中對砼強度的影響

　　主要包括拌和設備、拌和環境、拌和工藝等。設備、環境、工藝的不同，所拌砼質量也不同。尤其是拌和時間、溫度對砼強度影響甚大。所以砼質量要穩定，強度要保證，必須改善拌和條件，嚴格控制拌和時間，力求拌和均勻。

　　(二)運輸條件對砼強度的影響

　　運輸時間不宜過長，以避免砼過早凝結硬化，影響施工。一般可根據水泥初凝時間及施工氣候確定。

　　(三)砼澆注中，振搗是否充分也直接影響到砼強度的形成

　　所以砼攤鋪后應及時振搗，力求充分。為提高振搗效果，可使用插入式和平板式振搗器聯合作業，以提高砼的密實度及強度。

　　(四)施工工藝對路面砼強度的影響

　　例如采用真空吸水工藝可降低水灰比，提高砼在凝結硬化前表層結合強度。因此，采用新工藝、新方法進行輔助施工，能在一定程度上提高路面砼的強度。

　　(五)養生條件對路面砼的影響

　　包括養生方法、濕度、溫度等。實踐證明，砼養生是否充分，影響砼強度的增長。因此，必須重視路面砼的養生。通常可采用濕砂、濕麻袋進行養生，一般不少于7天保持路面濕潤狀態，以后每天須適當灑水。這樣可以保持路面砼強度得到正常持續增長。