水泥品種對多孔改性混凝土強度的影響

連艷霞

（邢臺路橋建設總公司， 河北 邢臺 054001）

0 引言

多孔改性混凝土作為路面整體基層使用，具有空隙率大，透水性能良好，抗反射裂縫，在雨天路表面沒有水膜、不反光，視覺特性良好和抑制水霧、濺水的效果等優點。多孔改性混凝土作為一種新型的基層，有著半剛性基層無可比擬的優勢。本文就水泥品種對多孔改性混凝土的強度的性能影響展開試驗研究。

1 水泥品種對多孔混凝土強度的影響機理

水泥的化學成分及細度決定了多孔改性水泥混凝土的強度。水泥對混凝土的強度的影響主要來自其早期強度（C3S）及后期強度（C2S），而且這些影響始終貫穿混凝土。使用C3S含量較高的水泥拌制的混凝土，其早期強度增長很快，但到了后期，強度增長明顯放緩，甚至可能以較低的強度而告終。水泥細度對混凝土強度的影響也很大。混凝土的水化速率隨著水泥細度的增加而增大，這導致混凝土產生較高的強度增長率，但也應控制細粉的含量。當顆粒很細時，間隙水可引起一些高W/C區域。采用具有相同平均強度而離散系數小的水泥，可以降低混凝土的水泥用量。

2 試驗

2.1 原材料

分別用太行山硅酸鹽水泥（P.I）、太行山普硅水泥（P.O）、中聯礦渣水泥（P.S）進行對比，粗骨料為太子井20～30mm等粒徑碎石，粉煤灰為邢臺電廠粉煤灰。

水泥的化學成分和粉煤灰技術指標，分別如表1、表2所示。

表1 水泥的化學成分組成（單位：%）

表2 粉煤灰技術指標（單位：%）

2.2 混凝土配合比

混凝土配合比設計如表3所示。

表3 混凝土配合比

2.3 試驗方法

2.3.1 儀器設備

（1）強制式攪拌機。

（2）液壓式壓力試驗機，滿足《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》（JTG E30—2005）的要求。

（3）搗棒的直徑為16mm，長約600mm，并具有半球形端頭的鋼質圓棒。

（4）橡皮錘帶有質量約250g的橡皮錘頭。

（5）改性劑攪拌機用于改性劑與水的攪拌。

2.3.2 試驗制備及養護方法

先將改性劑和水按表3的比例配制并攪拌均勻待用，將水泥、粉煤灰、碎石按配合比的比例倒入攪拌機中，干攪拌1min，至混合料均勻，將攪拌均勻的水膠混合物倒入干拌好的混合料拌制2min，拌和均勻后倒出裝模，制成150mm×150mm×150mm和150mm×150mm×550mm的混凝土試件，對試件端面進行整平處理，并加蓋薄層塑料進行養生。在室溫20℃±5℃，相對濕度大于50%的環境下，薄膜養生24h后拆模。拆模后進行編號并將試件放入標準養護室進行養護，養護溫度為20℃±2℃，相對濕度在95%以上，試件放置在鐵架上，間隔15mm，試件表面保持一層水膜。

2.3.3 試驗

標準養護7d和28d后，取出試件，用濕毛巾覆蓋，保持試件干濕狀態不變，將試件放置于壓力機，調整支座，試件側面朝上幾何對中，加荷速度為0.02～0.05MPa/s對試件進行加荷，直至試件破壞，記錄破壞極限荷載。試驗數據整理如表4所示。

表4 試件破壞極限荷載

3 試驗結果分析

由表4可以看出，多孔改性混凝土的強度遠小于混凝土基層，但遠大于半剛性基層，強度比可反映混凝土的韌性和抗變形性能。多孔改性混凝土的韌性為普通混凝土的1.39倍，為半剛性基層的1.33倍。雖然多孔改性混凝土抗變形能力為混凝土的1/2，但為半剛性材料的10倍，其作為基層使用，可大大提高其抗變形能力。7d齡期時多孔改性混凝土強度依次為硅酸鹽水泥＞普硅水泥＞礦渣水泥。由于硅酸鹽水泥、普硅水泥、礦渣水泥中的礦渣活性不同，導致多孔混凝土強度發展的差異。28d時礦渣水泥混凝土強度接近于同齡期硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥強度，但從經濟效益上分析，多孔改性混凝土基層選擇礦渣水泥效益較硅酸鹽和普硅好。

4 結語

結合本文分析，水泥品種對多孔改性混凝土基層的強度性能影響較大，選擇合適的水泥品種不僅可以有效提高多孔改性混凝土的強度和耐久性，而且可以大幅減少工程造價，節省公路建設投資。

[1]陳立軍.水泥化學組成對混凝土使用壽命的影響[J].混凝土，2008（7）：78-79，93.

[2]JTG E30—2005，公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程[S].