高強(qiáng)路面混凝土性能的試驗(yàn)研究

鄒一美 李崢 王苗苗

【摘要】為提高重型汽車道路路面標(biāo)準(zhǔn)，在混凝土實(shí)驗(yàn)室研究基礎(chǔ)上，研究了路面施工中C60混凝土的性能。研究表明，摻入硅粉和礦渣微粉，在較低水泥用量條件下，試驗(yàn)路面的C60混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)，力學(xué)性能及耐久性指標(biāo)可以滿足設(shè)計(jì)要求。

【關(guān)鍵詞】 路面混凝土；力學(xué)性能；耐久性

1 引言

相對(duì)于其他形式的路面，由于高強(qiáng)混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好等特點(diǎn)，近年來在我國路面建設(shè)中所占的比重逐年增長。本文針對(duì)混凝土原材料、配合比設(shè)計(jì)，礦物摻合料，力學(xué)性能及耐久性全面展開分析、比較，為礦山路面改造提供技術(shù)保障。

2 原材料及試驗(yàn)方法

2.1 原材料

水泥： 52.5R普通硅酸鹽水泥；

細(xì)骨料：渾河上游（南雜木）中砂；

粗骨料：遼陽生產(chǎn)的碎石；

硅粉：粒徑2-40μm、含硅量92%的硅粉；

礦渣微粉：選用鞍鋼礦渣開發(fā)公司生產(chǎn)的S75級(jí)礦渣微粉

減水劑：聚羧酸減水劑。

2.2 試驗(yàn)方法

（1）配合比設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)混凝土性能的一個(gè)重要過程，也是保證預(yù)拌混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。配合比：試驗(yàn)配合比如表1所示。

表1 C60道路混凝土配合比、

水膠比

膠凝材料用量kg/m3 膠凝材料組成 kg 坍落度mm 用水量

L 砂率

% 砂kg/m3 碎石lkg/m3 外加劑%

水泥 硅粉 礦渣微粉

0.28 450 360 45 45 200 126 34 635 1240 2.2

（2）路面混凝土性能測試：

力學(xué)性能參照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》；

耐久性參照《普通混凝土長期性能及耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》；

鉆芯強(qiáng)度：《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》；

超聲密實(shí)度：《超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》。

3結(jié)果與討論

根據(jù)C60混凝土試驗(yàn)室配制的研究，在試驗(yàn)道路鋪設(shè)，從混凝土澆灌中，隨機(jī)抽取具有一定代表數(shù)量的試樣，制作混凝土力學(xué)性能及耐久性能的試件，測試試驗(yàn)道路混凝土的力學(xué)性能和耐久性等性能。

1 物理、力學(xué)性能

（1）力學(xué)性能

試驗(yàn)路面混凝土的抗壓、抗折強(qiáng)度測試結(jié)果見表2（每組試驗(yàn)20個(gè)樣，強(qiáng)度取平均值）。

由表2可見，試驗(yàn)路面混凝土的28d抗壓強(qiáng)度均達(dá)到60MPa以上。

表2 試驗(yàn)路面混凝土的抗壓、抗折強(qiáng)度

實(shí)驗(yàn)條件 28天抗壓強(qiáng)度 /MPa 28天抗折強(qiáng)度 /MPa

標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 66.8

同條件養(yǎng)護(hù) 63.8

鉆芯取樣 67.1 9.8

9.5

（2）密實(shí)度

C60混凝土表現(xiàn)出明顯致密的微觀結(jié)構(gòu)[1]。從試驗(yàn)道路混凝土隨機(jī)鉆取具有代表性混凝土芯樣30個(gè)，加工成φ75.0mm，高度為150mm的芯樣試件，具有一對(duì)相互平行的測試面，采用對(duì)稱法進(jìn)行超聲測試，測試結(jié)果為4391m/s，混凝土內(nèi)部不存在孔洞及不密實(shí)區(qū)。

2 耐久性能

（1）凍融性能

混凝土抗凍試驗(yàn)通常采用CIF和CDF的試驗(yàn)方法。采用慢凍法檢測試驗(yàn)路面混凝土的抗凍性能，經(jīng)凍融試驗(yàn)后混凝土的強(qiáng)度損失率和質(zhì)量損失率分別結(jié)果見表3

表3 試驗(yàn)路面混凝土凍融試驗(yàn)后的強(qiáng)度損失率和質(zhì)量損失率曲線

凍融循環(huán)次數(shù) 150次 200次 250次 300次

試驗(yàn)編號(hào) 1# 2# 1# 2# 1# 2# 1# 2#

砼強(qiáng)度損失率% 0.2 0.3 0.5 0.6 1.0 1.2 1.5 1.7

砼質(zhì)量損失率% 0.6 0.8 1.4 1.5 2.2 2.5 3.1 3.4

由表3可見，試驗(yàn)路面混凝土的強(qiáng)度損失率和質(zhì)量損失率均隨著混凝土凍融

次數(shù)增加而增大，但混凝土的抗壓強(qiáng)度和質(zhì)量損失不顯著，試驗(yàn)路面混凝土具有良好的抗

凍性能。

用100×100×300mm試件，加荷至應(yīng)力為軸心抗壓強(qiáng)度fcp的1/3測得變形，計(jì)算其靜力彈性模量，得出4次試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別為：3.74×104、3.88×104、3.66×104、3.92×104MPa。說明混凝土強(qiáng)度高，混凝土靜力彈性模量也高，符合高強(qiáng)度混凝土要求。

結(jié)論

采用硅粉和礦渣微粉，在較低水泥用量條件下，將實(shí)驗(yàn)室研究的C60混凝土用于礦山場內(nèi)路面施工，設(shè)計(jì)的混凝土特性可以滿足施工要求，混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)，力學(xué)性能以及抗凍性指標(biāo)可以滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]超高性能混凝土的耐久性和可持續(xù)發(fā)展.商品混凝土，2012（1）