高性能道路混凝土抗折性能研究

徐輝 顏慶

河海大學(xué) 江蘇 南京 211106

前言

水泥混凝土路面是現(xiàn)代公路建設(shè)中一種重要的路面結(jié)構(gòu)形式，混凝土路面主要受彎荷載的作用，這就決定了抗折強(qiáng)度作為衡量道路混凝土力學(xué)性能指標(biāo)的重要性。提高道路混凝土的抗折強(qiáng)度不僅可延伸路面板的使用期限，還可獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此對(duì)于高承載、高壽命的現(xiàn)代化道路來說，研究水灰比及火山灰活性礦物摻和料對(duì)高性能混凝土抗折性能的影響具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)方案

（1）原材料。本文采用哈爾濱水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5普通硅酸鹽水泥；選擇級(jí)配良好的中砂，細(xì)度模數(shù)2.8；粗骨料選用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糙的輝綠巖碎石，d=5mm～20mm，連續(xù)級(jí)配；粉煤灰為哈爾濱三電廠生產(chǎn)的I級(jí)粉煤灰；減水劑選用Might-100型高效減水劑，引氣劑采用上海麥斯特公司生產(chǎn)的MICROAIR202混凝土引氣劑；攪拌用水為哈爾濱市飲用的自來水。

（2）混凝土配合比

表1 混凝土配合比

（3）試驗(yàn)方案。主要研究水灰比、粉煤灰對(duì)高性能混凝土抗折性能的影響。水灰比包括0.3、0.4和0.5；粉煤灰摻量為10%、20%和30%。抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用100×100×100mm的立方體試件，抗折強(qiáng)度試驗(yàn)采用100×100×400mm長(zhǎng)方體試件。按表1配合比在實(shí)驗(yàn)室條件下，將混凝土攪拌、成型后1d脫模，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)到試驗(yàn)齡期進(jìn)行抗壓、抗折。實(shí)驗(yàn)方法參照規(guī)范GBJ81—85和GBJ82—85。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

圖1 水灰比對(duì)抗折強(qiáng)度的影響

如圖1所示，無論齡期是28d還是56d高性能混凝土的抗折強(qiáng)度隨水灰比的增大而減小，當(dāng)水灰比為0.5時(shí)混凝土的抗折強(qiáng)度已經(jīng)低于JTGD40-2002規(guī)定的最小值4.0MPa。當(dāng)水灰比從0.3增大到0.4，56d齡期混凝土的抗折強(qiáng)度降低了大約27%，28d齡期混凝土的抗折強(qiáng)度降低了大約30%，從0.3增大到0.5，56d齡期混凝土的抗折強(qiáng)度降低了大約40%，28d齡期混凝土的抗折強(qiáng)度降低了大約45%，從上述數(shù)據(jù)可以看出水灰比對(duì)道路混凝土的抗折強(qiáng)度的影響非常大。這是因?yàn)檫@是因?yàn)橛不乃嗍癁槟z—孔隙結(jié)構(gòu)，隨著水灰比的增加，混凝土中自有水的含量增加，膠空比逐漸降低，孔隙率增加[1]，密實(shí)度降低了，而且水灰比越大越不利于孔隙的自行封閉[2-3]。同時(shí)隨著水灰比的增大，混凝土種單位體積用水量增加，在骨料的下方容易形成水囊，在骨料的周圍也容易形成水膜，界面過渡區(qū)不密實(shí)，在抗折的過程中容易出現(xiàn)微裂紋，骨料的破壞形式多為拔出破壞。

圖2 粉煤灰摻量對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的影響

從圖2可以看出，和基準(zhǔn)混凝土相比摻加粉煤灰的高性能混凝土的抗折強(qiáng)度有所降低，并且隨摻量的增加混凝土抗折強(qiáng)度降低的較大。當(dāng)摻量為10%、20%和30%時(shí)，28d齡期混凝土的抗折強(qiáng)度分別降低6%、22% 和28%，56d齡期混凝土的抗折強(qiáng)度分別降低2%、20% 和21%。

3 結(jié)束語

從上述試驗(yàn)結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

（1）水灰比對(duì)道路混凝土抗折性能的影響較大，隨水灰比的增加混凝土的抗折強(qiáng)度大大降低，因此對(duì)于道路混凝土來講必須嚴(yán)格控制水灰比。

（2）和基準(zhǔn)混凝土相比，分別摻加粉煤灰和磨細(xì)礦渣的高性能混凝土28d及56d的抗折強(qiáng)度隨著摻量的增加而減小。