抗折剂在路面水泥混凝土工程中的应用研究.pdf
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1、2 0 1 0年 第 2 期 f总 第 2 4 4 期 ) Nu mb e r 2 in 2 O1 0( To t a l No 2 4 4) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 MATERI AL AND ADM I Nl CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 0 , 0 2 0 2 7 抗折剂在路面水泥混凝土工程中的应用研究 黄利频 。郑建岚 ( 福州大学 土木 程学 院,福建 福州 3 5 0 1 0 8 ) 摘要: 分析了水泥混凝土路面特性, 提出 r 掺加抗折制对路面混凝土进行技术改性的方法。
2、采用3 种抗折剂, 配制出水泥用量可低至 3 2 5 k g m3 的满足高等级公路路面强度要求 的混凝土。各项 力学性能试验结果表明 : 抗 折剂能显著提高混凝 土 2 8 d抗弯拉强度 , 且使 混凝 土具有较高的拉压 比, 韧性得到改善。对早期抗弯拉强度提高作用 明显的抗折剂 , 能使混凝土 7 d就达到强度 设计要求 。抗折剂作为一种 新型复合外加剂, 只有 明确其主导化学成分 , 了解 其作用机理 , 才能更好地加以推广应用 , 发挥效益 。 关键词 : 路 面混凝土 ;混凝 土抗折剂 ;配合比;抗弯拉强度 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 2 文献标志码 : A 文章编号
3、: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 0 9) 0 2 0 0 9 4 0 3 Appl i c a t i on of an t i -br ea k er a dmi ur e s i n pa ve men t c emen t HUANG Li - p i n, ZHENG J i a n - l a n ( Co l l e g e o f Ci v i l E n g i n e e r i n g, Fu z h o uUn i v e r s i t y , Fu z h o u 3 5 01 0 8, Ch i n a) Abs t r a c t : Th e m
4、e c h a n i c a l b e h a v i o r o f c e me n t c o n c r e t e p a v e me n t we r e a n a l y z e d, a nd t h e me t h o d, u s i n g t he a n t i br e a k e r s t o p r o mo t e t h e p r o p - e r t i e s o fp a v e me n t c e me n t wa s p u t t e d f o r wa r d Th e me c h a ni c a l p r o p
5、e r t i e s o ft h e c o n c r e t e wi t h t h r e e k i n d s o fa n t i b r e a k e r s we r e s t u d i e d i n t h e e x p e r i me n t a l i n v e s t i g a t i o n I t i s i n d i c a t e d t h a t t h e a n t i b r e a k e r s c a n r a i s e n o t o n l y t h e 2 8 d fl e x u ml s t r e n g
6、 t h b u t a l s o 2 8 d fl e x u r a l c o mp r e s s i v e s t r e n gth r a t i o s i g n i fi c a n t l y , S O t h e t e n a c i t y o f c o n c r e t e c a n b e e n h a n c e dW h e n t h e a mo u n t o fc e me n t wa s r e d u c e d t o 3 2 5 k g m , t h e c o n c r e t e c a n a l s o m e e
7、 t t h e s t r e n g t h r e q u i r e me n t s f o r h i g h - g r a d e h i g h wa y As t h e n e w c o mp o u n d a d mi x t u r e s it S v e r y i mp o r t a n t t ha t t h e a n t i b r e a k e r s l e a d i n g c h e m i c a l c o mp o s i t i o n s a n d t h e i r me c h a n i s m o fa c t i
8、o n s h o u l d be ma d e c l e a r b e f o r e g o o d a p p l i c a t i o n s Ke y w or ds : p a v e me n t c e m e n t ; c o n c r e t e a n t i br e a k e r ; mi x p r o p o r t i o n; fle x u r a l s t r e n g t h 1 水泥混凝 土路 面特性及 改性技术途径 改革开放 3 0年来 , 我 国公 路水泥混凝土T程 建设规模 发 展迅速, 水泥混凝土路面、 钢筋混凝土桥梁 、 隧
9、道等1 - 程使用 的混凝土数量巨大 , 强度等级和耐 久性要求越来越高 。 相 比其 他混凝土结构 , 公路 工程 混凝土路 面具有显 著的 特点 : 首先 , 其属混凝 土薄壁结构 , 要求具有较高 的抗 裂性 能 , 若 在施 丁期 就出现 裂缝 , 一旦遭遇超 载 、 振 动 、 冲击 和超饱 和交通流 , 结构 裂缝就将快速扩展 , 混凝土路面存短期内就町能遭受破坏。 再 者 , 水泥混凝土路 面是非 常重要的抗弯类结构 , 其所受 的弯拉 应力与混凝土抗弯拉强度的比值很大, 因此要求混凝土具备较 高 的抗弯强度。 针对这些特性 , 近年来在混凝土路 面中使用 高强混凝土 的 现象十
10、分普遍 , 很多施 二 企业采用低水 灰比和高水泥用量 的配 合比设计来加快施T进度和满足验收要求 这样的配合比设计 虽然使混凝土更为密实, 具有高抗弯拉强度和弹性模量, 但混 凝 土内部的早期温缩 和干燥收缩量增大 , 早期开裂趋势大大增 加 ; 此外 , 众所周知 , 普通混凝土 的折压比一般在 1 8 1 1 2 , 随着 混凝土抗压强 度的增 长 , 其抗 折强度也随之增 长, 但抗折强 度 的增长幅度不如抗压强度增长的幅度。高水泥用 量除带来生产 成本的大幅增加外 , 还有可能导致混凝土抗 压强度富裕太大 , 而 抗弯拉强度的提高幅度有限, 混凝士呈脆性, 这对受交通荷载 收稿 日期
11、 :2 0 0 9 - 0 9 - 0 7 基金项 目:福建省交通科技 发展项 目( 2 0 0 6 1 1 0 4 ) 9 4 - 频繁作用的道路混凝土来讲是极为不利的。据统计, 虽然水泥 昆 凝土路面设计使用年限为 3 0年, 但实际使用寿命通常只能达 到设计寿命的 1 3 1 ” 。可以说, 如何减少水泥混凝土路面裂缝和 断板问题, 提高耐久性, 一直是困扰公路行业的一大难题。 为解决这难题 , 在路面水泥混凝土工程 中越来越多地运 用掺加 化学外加剂和矿物掺 合料技术来提高混凝 土的物理力 学性能和耐久性 , 保障丁程质量 , 降低生产成本。本文介绍一种 可用 于提 高混凝土抗弯拉强度
12、 的新型外加 剂混凝 土抗折 剂 , 它 主要是针对有抗弯拉 ( 抗折 ) 强度要求的混凝土而研制开 发的 , 目前 尚无 国家或行 业标准 , 但 已有一些企业率先 在公路 行业中进行了推广应用, 并制定相应的企业质量控制标准。本 试验研究了掺抗折剂的路面水泥混凝土的力学性能, 分析抗折 剂对混凝土力学I 生 能的影响, 提出推广应用这种外加剂尚需解决 的问题, 为抗折剂应用于路面水泥混凝土1 = 程提供参考 。 2试 验 研 究 2 1 原材料 目前省内已有多家企业研制开发 了混凝土抗折剂 , 本试验选 择了3 家信誉良好的外加剂公司提供的抗折剂, 分别以抗折剂A、 抗折剂 B、 抗折剂
13、C表示。其主要技术性能指标如表 1 所示。 由于水泥与外加剂存在适应性问题I 2 _ 1 , 为考察抗折剂对各 种水泥的适应能 力, 试验选择 了 3 种水泥 , 均 为 P 0 4 2 5级 , 文 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 混凝土抗折剂主要性能指标 注 : 表中所列数据 为掺外加 剂受 俭混凝 土与基准 混凝土之差或 比值 ; 凝结 时间指标 “ + ” 表示延缓 中分别以水泥 1 、 水泥 2 、 水泥 3表示。 粗集料采用 2个粒级 的粗集料 , 按 5 :5掺配成 4 7 5 3 1 5 mm 连续级配的碎石 :受原料条件所 限 , 掺配
14、后 3 1 5 mm 以上的筛 余量 仍 偏高 细集料采用闽江河砂 , 通过粗细搭配获得颗粒级配 良好 、 满 足路 面施 T要求 的巾砂 细度模度 为 2 7 1 , 级配区为 2区。 2 2配合 比设 计 混凝 土抗 弯托 强度考虑按交通等级 “ 重” 一级进 行设计 , 即 设计抗 弯拉强度 为 5 0 MP a f4 X , 考 虑保 证率 的要 求 , 实际试 配强 度为 5 7 5 MP a : 在混凝土配合 比设计 中, 对各种 单位水 泥用量 , 不同抗折剂掺 量下 的混凝土丁作性能 、 力学 性能等做 了大 量的 试验 T作 , 在此不一一赘述 。本 文只对较低 水泥用量下
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