水泥品种对多孔改性混凝土强度的影响

2014-11-17连艳霞

交通运输研究 2014年13期

连艳霞

（邢台路桥建设总公司，河北邢台 054001）

0 引言

多孔改性混凝土作为路面整体基层使用，具有空隙率大，透水性能良好，抗反射裂缝，在雨天路表面没有水膜、不反光，视觉特性良好和抑制水雾、溅水的效果等优点。多孔改性混凝土作为一种新型的基层，有着半刚性基层无可比拟的优势。本文就水泥品种对多孔改性混凝土的强度的性能影响展开试验研究。

1 水泥品种对多孔混凝土强度的影响机理

水泥的化学成分及细度决定了多孔改性水泥混凝土的强度。水泥对混凝土的强度的影响主要来自其早期强度（C3S）及后期强度（C2S），而且这些影响始终贯穿混凝土。使用C3S含量较高的水泥拌制的混凝土，其早期强度增长很快，但到了后期，强度增长明显放缓，甚至可能以较低的强度而告终。水泥细度对混凝土强度的影响也很大。混凝土的水化速率随着水泥细度的增加而增大，这导致混凝土产生较高的强度增长率，但也应控制细粉的含量。当颗粒很细时，间隙水可引起一些高W/C区域。采用具有相同平均强度而离散系数小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。

2 试验

2.1 原材料

分别用太行山硅酸盐水泥（P.I）、太行山普硅水泥（P.O）、中联矿渣水泥（P.S）进行对比，粗骨料为太子井20～30mm等粒径碎石，粉煤灰为邢台电厂粉煤灰。

水泥的化学成分和粉煤灰技术指标，分别如表1、表2所示。

表1 水泥的化学成分组成（单位：%）

表2 粉煤灰技术指标（单位：%）

2.2 混凝土配合比

混凝土配合比设计如表3所示。

表3 混凝土配合比

2.3 试验方法

2.3.1 仪器设备

（1）强制式搅拌机。

（2）液压式压力试验机，满足《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（JTG E30—2005）的要求。

（3）捣棒的直径为16mm，长约600mm，并具有半球形端头的钢质圆棒。

（4）橡皮锤带有质量约250g的橡皮锤头。

（5）改性剂搅拌机用于改性剂与水的搅拌。

2.3.2 试验制备及养护方法

先将改性剂和水按表3的比例配制并搅拌均匀待用，将水泥、粉煤灰、碎石按配合比的比例倒入搅拌机中，干搅拌1min，至混合料均匀，将搅拌均匀的水胶混合物倒入干拌好的混合料拌制2min，拌和均匀后倒出装模，制成150mm×150mm×150mm和150mm×150mm×550mm的混凝土试件，对试件端面进行整平处理，并加盖薄层塑料进行养生。在室温20℃±5℃，相对湿度大于50%的环境下，薄膜养生24h后拆模。拆模后进行编号并将试件放入标准养护室进行养护，养护温度为20℃±2℃，相对湿度在95%以上，试件放置在铁架上，间隔15mm，试件表面保持一层水膜。

2.3.3 试验

标准养护7d和28d后，取出试件，用湿毛巾覆盖，保持试件干湿状态不变，将试件放置于压力机，调整支座，试件侧面朝上几何对中，加荷速度为0.02～0.05MPa/s对试件进行加荷，直至试件破坏，记录破坏极限荷载。试验数据整理如表4所示。

表4 试件破坏极限荷载

3 试验结果分析

由表4可以看出，多孔改性混凝土的强度远小于混凝土基层，但远大于半刚性基层，强度比可反映混凝土的韧性和抗变形性能。多孔改性混凝土的韧性为普通混凝土的1.39倍，为半刚性基层的1.33倍。虽然多孔改性混凝土抗变形能力为混凝土的1/2，但为半刚性材料的10倍，其作为基层使用，可大大提高其抗变形能力。7d龄期时多孔改性混凝土强度依次为硅酸盐水泥＞普硅水泥＞矿渣水泥。由于硅酸盐水泥、普硅水泥、矿渣水泥中的矿渣活性不同，导致多孔混凝土强度发展的差异。28d时矿渣水泥混凝土强度接近于同龄期硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥强度，但从经济效益上分析，多孔改性混凝土基层选择矿渣水泥效益较硅酸盐和普硅好。