含鹽陶粒摻量對水泥混凝土力學性能的影響

李虹橙 鄭少鵬 李思李 侯子義

摘要 為了探究含鹽陶粒對骨料碎石的替代給混凝土力學性能帶來的影響，給含鹽陶粒混凝土的設(shè)計施工提供理論依據(jù)，試驗通過對不同替代率各組試件的抗壓試驗、抗折試驗及耐磨性試驗研究分析，得出如下結(jié)論：1）含鹽陶粒混凝土的抗壓強度隨陶粒對骨料碎石的替代率增大而減小，當替代率為100%時，強度下降幅度達39.3%;2）根據(jù)含鹽陶粒混凝土界面破壞形態(tài)和機理，證實陶粒與水泥石的界面黏結(jié)力比普通集料和水泥石的界面黏結(jié)力大，陶粒本身強度決定了混凝土的強度;3）當含鹽陶粒的替代率小于等于70%時，混凝土的抗折強度大于4 MPa，可以滿足各交通量等級條件下的規(guī)范設(shè)計抗彎拉強度要求;4）含鹽陶粒混凝土的磨耗值隨著含鹽陶粒的替代率增大而增大，當陶粒對骨料碎石的替代率達到100%時，混凝土的磨耗值增長幅度為67%，各組試件的磨耗值均小于規(guī)范3.6 kg/m2的要求，證實了含鹽陶粒混凝土能滿足路面的耐磨性要求。

關(guān) 鍵 詞 道路工程;含鹽陶粒混凝土;室內(nèi)試驗;力學性能;耐磨性

中圖分類號 U416.2 ? ? 文獻標志碼 A

The influence of salt-containing ceramsite content on mechanical properties of cement concrete

LI Hongcheng1， ZHENG Shaopeng2，3， LI Sili4， HOU Ziyi1

（1. School of Civil Engineering and Transportation， Hebei University of Technology， Tianjin 300401， China; 2. Broadvision Engineering Consultants， Kunming， Yunnan 650041， China; 3. College of Civil Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， China; 4.The Ministry of Transport Highway Research Institute， Beijing 100088， China）

Abstract In order to explore the effect of salt-containing ceramsite to substitute the aggregate on the mechanical properties of cement concrete， and provide a theoretical basis for the design and construction of the salt-containing ceramsite concrete. By testing the different substitution rate on compression test and analysis of workpiece folding test and wear resistance test of resistance， we have the following conclusions： （1） The compressive strength of ceramsite concrete reduced when the salt-containing ceramsite substitution on the aggregate rate increased. When the substitution rate is 100%， the strength decrease reaches to 39.3%. （2）According to the interface failure form and mechanism of salt-containing concrete， which confirmed that the interfacial adhesion between ceramsite and cement paste is larger than that of aggregate and cement paste， and the strength of ceramsite itself determines the strength of concrete. （3） When the aggregate replacement rate is less than or equal to 70%， the flexural strength is more than 4 MPa， which can meet the requirements of standard design flexural tensile strength under various traffic grade conditions. （4） The wear value of salt ceramsite concrete increases with the increase of the replacement rate of salt-containing ceramsite. When the replacement rate of ceramsite to the aggregate reaches 100%， the wear rate of concrete increases by 67%. The wear value of each specimen is less than that of the standard 3.6 kg/m2， and it is proved that the salt-containing ceramsite concrete can meet the wear resistance requirements of pavement.

2.3 含鹽陶粒對混凝土耐磨性的影響

耐磨性作為水泥混凝土重要的路用性能之一，路面磨光會導致輪胎與路面的附著力下降，對車輛的行駛安全造成不良影響，磨耗值過大則會影響路面的耐久性要求。為了探究含鹽陶粒對混凝土耐磨性的影響，試驗采取對各組試件做相同磨耗測試，與普通混凝土作對比，試驗結(jié)果如圖5所示。

通過圖5中試驗測得的數(shù)值可以看出，混凝土的磨耗值隨著含鹽陶粒的替代率增大而增大，當陶粒對骨料碎石的替代率達到100%時，混凝土的磨耗值達到最大值為3.29 kg/m2，較A1（0∶100）普通混凝土差值為1.32 kg/m2，增長幅度達67%。參考相關(guān)試驗及規(guī)范[9-12]，發(fā)現(xiàn)水泥混凝土的耐磨性，主要取決于水泥石的強度、水泥石與集料的界面黏結(jié)質(zhì)量和集料的強度與硬度。因此，可以得出含鹽陶粒混凝土的耐磨性能主要取決于含鹽陶粒自身的性能，由于陶粒顆粒強度比碎石骨料低，所以含鹽陶粒混凝土較普通混凝土磨耗值要大。根據(jù)《公路水泥混凝土路面滑膜施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ/T 037.1-2000）[13]中規(guī)定，水泥混凝土路面的磨耗值不大于3.6 kg/m2，對比不同組的磨耗值大小，均小于規(guī)范要求，證明含鹽陶粒混凝土能滿足路面的耐磨性要求。

通過上述研究可以表明，含鹽陶粒對水泥混凝土抗壓強度、抗彎拉強度和耐磨性能均造成不同程度的衰減影響，在實際工程中應(yīng)用含鹽陶粒混凝土時，必須綜合考慮力學性能和融冰化雪效率，在同時滿足兩者要求的情況下，確定合理的含鹽陶粒替代率。

3 結(jié)論

1）通過不同替代率各組含鹽陶粒混凝土試件的抗壓試驗，得出含鹽陶粒混凝土的抗壓強度隨含鹽陶粒對骨料碎石的替代率增大而減小，替代率為100%的A5（100∶0）組28 d抗壓強度為24.6 MPa，較A1（0∶100）組的28 d抗壓強度40.5 MPa，下降幅度達39.3%。

2）根據(jù)對不同替代率的含鹽陶粒混凝土試件受壓破壞形態(tài)觀察，得出含鹽陶粒混凝土界面破壞機理，證實陶粒與水泥石的界面黏結(jié)力比普通集料和水泥石的界面黏結(jié)力大，陶粒本身強度決定了混凝土的強度。

3）通過對不同替代率的含鹽陶粒混凝土試件抗折強度試驗分析，得出當含鹽陶粒的替代率小于等于70%時，混凝土的抗折強度大于4 MPa，可以滿足各交通量等級的路面規(guī)范設(shè)計抗彎拉強度要求。提出了含鹽陶粒混凝土應(yīng)用時的定量評價指標，并揭示了其理論依據(jù)。

4）通過含鹽陶粒混凝土與普通混凝土的磨耗值對比分析，得出含鹽陶粒混凝土的磨耗值隨著含鹽陶粒的替代率增大而增大，當陶粒對碎石骨料的替代率達到100%時，混凝土的磨耗值達到最大值為3.29 kg/m2，較A1（0∶100）普通混凝土差值為1.32 kg/m2，增長幅度為67%。各組試件的磨耗值均小于規(guī)范3.6 kg/m2的要求，證實了含鹽陶粒混凝土能滿足路面的耐磨性要求。

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[責任編輯 ? ?楊 ? ?屹]