缓凝型半刚性路面基层材料的研究及应用

王 婷

（天津市公路事业发展服务中心，天津 300170）

经济的快速发展，对道路交通的要求越来越高。为提高路面施工质量，专家学者做了许多工作［1～4］。基于此，本文提出了一种在基层路面的混凝土中添加缓凝剂的方法。该方法可以使基层早期施工中的伤害和裂缝，在后期的水化过程中自行修复，从而保证施工质量[5]。

1 室内试验

1.1 抗压强度试验

水泥为天津水泥股份有限公司生产的骆驼牌P·O 42.5 普通硅酸盐水泥；砂为天然河砂，细度模数为2.41；石子选用连续级配的碎石，粒径5～20 mm；水为普通自来水；缓凝剂为保定市涞水县海岩兴业混凝土外加剂加工厂所生产的缓凝剂。试验配合比见表1。

表1 试验配合比 kg/m3

设置3 组不同缓凝剂掺量的对照组，每组为18 个尺寸100 mm×100 mm×100 mm立方体。每一组又分为3小组，分别为A-1、A-2、A-3、B-1、B-2、B-3、C-1、C-2、C-3。

试件1 组为养护2 d 并经过1 次加载破坏荷载的试件组；试件2 组为养护9 d 并加载到1 组破坏荷载平均值50%的试件组；试件3组养护9 d后不施加荷载的对照组。由此来模拟产生早期破坏后，缓凝剂对于混凝土后期强度的回复作用。见图1和图2。

图1 48 h抗压强度

图2 9 d抗压强度

从图1 可以看出，随着缓凝剂掺量的增加，48 h抗压强度呈逐渐降低的趋势，但降低幅度在可控范围内。

从图2可以看出，随着缓凝剂含量的增加，立方体抗压强度呈加速递减的趋势。从无缓凝剂到1%缓凝剂时，强度折减约6.54%，2%缓凝剂时强度进一步折减，这一结果与有关学者的研究成果相符[6]。表明缓凝剂不能过量掺入，否则会严重影响混凝土后期强度，甚至会造成混凝土无法形成足够强度。比较组2以及组3 的后期抗压强度对比可以看出，缓凝剂的掺量越高，对后期强度的回复效果越好。

1.2 开裂性能试验

以开裂时间为指标，研究缓凝剂对水泥砂浆开裂性能的影响。水泥砂浆配合比为W:C:S=1:2:5,其中一组加入水泥质量2%的高效缓凝剂，每组制作9 个外方内圆偏心试件，采用外方内圆偏心约束法［7］记录开裂时间。见表2。

表2 开裂时间 h

由表2 可知，加入缓凝剂后的试件出现裂缝的时间比没有缓凝剂的试件要晚。

2 工程试验

传统道路垫层需待混凝土基层达到一定强度才可以施工[8～9]；否则大型压路机会对混凝土造成伤害，影响后期强度。天津市津围北2 线施工中，在混凝土中加入缓凝剂，100 m试验段的双层18 cm的水稳碎石土的缓凝剂用量为1 000 kg。

施工完成后，养生7 d，依据JTGE 51—2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》和T 0806—1994《无机结合料稳定材料间接抗拉强度试验方法（劈裂试验）》取芯，尺寸为150 mm×150 mm 并进行无侧限抗压强度试验。见表3。

表3 稳定土无侧限抗压强度

续表3

由表3可知，加入缓凝剂的道路养生7 d强度即可满足规范要求，加快了施工速度。

3 结论

1）缓凝剂对混凝土材料开裂性能的改善效果显著，但不能过量掺入，否则会严重影响后期强度，甚至会造成混凝土无法形成足够强度。

2）通过试验路，验证了缓凝剂可以加速施工进度，同时不影响路基质量。