寒冷地區道路混凝土滲透性與強度的關系★

張 玫 潘志忠 趙化啟 李國晶

(佳木斯大學，黑龍江 佳木斯 154007)

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寒冷地區道路混凝土滲透性與強度的關系★

張 玫 潘志忠 趙化啟*李國晶

(佳木斯大學，黑龍江 佳木斯 154007)

通過試驗，分析了寒冷地區不同水膠比的道路混凝土強度與滲透性的關系，指出普通混凝土的抗壓強度與滲透性有較好的相關性，而摻加粉煤灰、硅灰及引氣劑的混凝土強度與滲透性相關性較差。

道路混凝土，滲透性，抗壓強度，抗折強度

0 引言

混凝土強度是進行混凝土結構設計和混凝土質量評定的重要指標，而混凝土的滲透性是混凝土最基本的性質之一，并且與混凝土的耐久性密切相關。人們普遍認為混凝土的強度越高，混凝土的滲透性越低，從而混凝土的耐久性也越好。近些年來，摻合料和外加劑在寒冷地區道路混凝土中廣泛應用，使混凝土的內部結構發生了很大的變化。因此，研究寒冷地區摻加礦物摻合料和外加劑的道路混凝土的滲透性與其強度之間的關系具有一定的現實意義。

1 試驗方案

1.1 混凝土配合比

本文設計了水膠比分別為0.48，0.44，0.40，0.36，0.32的五組摻加粉煤灰、硅灰和引氣劑的路面用水泥混凝土及與其相對應的基準普通水泥混凝土，具體配合比見表1。

1.2 試驗過程

混凝土抗壓強度試件為100 mm×100 mm×100 mm立方體；混凝土抗折強度試件為100 mm×100 mm×400 mm長方體。分別測試每種配合比混凝土試件3 d，7 d，28 d，56 d齡期的抗壓強度和抗折強度。

表1 混凝土配合比 kg/m3

混凝土滲透性試驗的試件尺寸為φ100×50 mm。將其進行側面密封，然后將飽水后的試件密封安裝在實驗裝置的試件固定體中，以保證溶液只能通過試件底面滲入混凝土中。將實驗裝置中的陽極和陰極腔體分別安裝在試件固定體的兩端并加以固定，分別向陰極腔體和陽極腔體中注入3%NaCl溶液和0.3MNaOH溶液，接通電源及測試系統的正負極，打開測試軟件，測量6 h內通過試件的電流，并計算通過的電量。

2 試驗結果與討論

2.1 混凝土抗壓強度與滲透性

圖1和圖2中的P系列和FS系列分別表示五組不同水膠比的普通水泥混凝土和摻加粉煤灰、硅灰及引氣劑的路面混凝土配合比系列。從圖1和圖2可以看出，P系列混凝土的抗壓強度與滲透性之間有較好的相關性，28 d和56 d齡期混凝土的相關系數分別為0.931 9和0.871 5，即混凝土強度越高，其滲透性越低。主要原因是隨著齡期的增長及水泥水化程度的提高，混凝土內水化產物不斷填充混凝土內部的孔隙使混凝土更加密實，因而混凝土強度提高，同時由于混凝土內部孔隙率降低，水泥水化產物堵塞了混凝土的滲透路徑，使混凝土滲透性降低。而FS系列混凝土的抗壓強度與滲透性之間的相關性較差一些，28 d和56 d齡期混凝土的相關系數分別為0.785 5和0.668 5。其主要是因為粉煤灰、硅灰及引氣劑對混凝土抗壓強度及滲透性的影響程度不同所致。混凝土的抗壓強度在很大程度上受總孔隙率的控制，與孔隙的尺寸及特征關聯性不大。而混凝土的滲透性不僅與孔隙率有關，還與孔隙之間的連通狀況及孔隙的曲折度有很大關系。混凝土中摻入粉煤灰和硅灰以后，其活性組分與水泥的水化產物Ca(OH)2發生二次水化后生成的水化產物進一步填充了混凝土內的孔隙，改善了水泥漿體及水泥漿體與骨料界面的孔結構，另外，引氣劑引入微小的封閉氣孔切斷了孔隙之間的連通，增加了孔隙的曲折度。而且，隨著齡期的增長，這些作用也會一直持續下去。因此，從試驗結果中還可以看出，不論是P系列還是FS系列混凝土中28 d齡期的混凝土抗壓強度與滲透性的相關系數要大于56 d齡期的相關系數。這說明隨著齡期的增長，混凝土抗壓強度與滲透性的相關性降低。

圖3反映了所有混凝土抗壓強度與滲透性之間的關系，其相關系數只有0.472 7。這說明不同類型的混凝土，其抗壓強度與滲透性之間已無規律可尋，抗壓強度不能反映其抗滲性，抗壓強度較高的混凝土不一定具有較高的抗滲性。

2.2 混凝土抗折強度與滲透性

圖4和圖5分別顯示了P系列和FS系列混凝土抗折強度與通過電量的關系。其中，P系列混凝土的28 d和56 d齡期抗折強度與滲透性之間的相關系數分別為0.460 5和0.479 1，而FS系列混凝土的28 d和56 d齡期抗折強度與滲透性之間的相關系數分別為0.525 3和0.481 7。可見，混凝土抗折強度與滲透性的相關性很差，兩者沒有必然的聯系，與圖1和圖2比較可知，混凝土抗壓強度與滲透性的相關性明顯優于抗折強度與滲透性的相關性，這是由于混凝土的初始缺陷、裂紋等對抗折強度的影響比對抗壓強度的影響更大。另外，粉煤灰和硅灰等摻合料對混凝土抗折強度的影響也明顯大于對抗壓強度的影響，即摻加摻合料的高性能混凝土后期抗彎拉強度增長幅度大于相對應配合比的抗壓強度增長幅度。圖6顯示了所有混凝土抗折強度與滲透性的關系，其相關系數為0.559 8，兩者線性相關性很差。

3 結語

1)普通混凝土的滲透性與抗壓強度相關性較好，而摻粉煤灰、硅灰及引氣劑混凝土的抗壓強度與滲透性之間的相關性較差一些。隨著齡期的增長，混凝土抗壓強度與滲透性的相關性降低。摻礦物摻合料混凝土的抗壓強度不能反映其滲透性的好壞，兩者不能相互評價。

2)不論是普通混凝土還是摻粉煤灰、硅灰及引氣劑混凝土，其抗滲性與抗折強度之間相關性很低，混凝土的初始缺陷、裂紋等對抗折強度的影響比對抗壓強度的影響更大。混凝土抗折強度不能反映其滲透性的好壞，兩者之間沒有必然的聯系。

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[3] 謝友均.礦物摻合料對高性能混凝土抗氯離子滲透性能的影響[J].鐵道科學與工程學報，2004，1(2)：46-51.

[4] 謝友均.礦物摻合料對混凝土中氯離子滲透性的影響[J].硅酸鹽學報，2006，34(11)：1345-1350.

[5] 趙鐵軍，李淑進.混凝土的強度與滲透性[J].建筑技術，2002，33(1)：20.

Relation between the permeability and strength of cold region pavement concrete★

Zhang Mei Pan Zhizhong Zhao Huaqi* Li Guojing

(JiamusiUniversity,Jiamusi154007,China)

Through tests, correlation analysis of strength and permeability of cold region pavement concrete with differentW/B, put forward the compressive strength and permeability of ordinary concrete has good correlation, and for the concrete mixed with fly ash, silica fume and air-entraining agent, the linear correlation is not as good.

pavement concrete, permeability, compressive strength, flexural strength

1009-6825(2016)24-0117-03

2016-06-02★：國家自然科學基金項目(面上)資助(項目編號：51278227)

張 玫(1967- )，女，副教授; 潘志忠(1968- )，男，高級經濟師

趙化啟

TU528

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