水泥混凝土路面抗盐冻性能试验研究

水泥混凝土路面抗盐冻性能试验研究

王志明

 青岛市城阳区建设工程有限公司 266100

摘要：本文基于水泥混凝土配合比的设计方法，采用拉弯强度和冻融循环的方式进行试验，探究冻融循环次数对于水泥混凝土路面所造成质量损失、弯拉强度损失以及相对动弹模量，以此分析混凝土路面的抗盐冻性能。经试验结果表明，在水泥混凝土路面的配合比设计中降低水灰比、掺入粉煤灰可以有效提高水泥混凝土路面的抗盐冻性能，加入引气剂可使混凝土的弯拉强度和抗盐冻性能均得到一定的提升。

关键词：水泥混凝土路面；抗盐冻性能；试验研究

引言：水泥与沥青作为公路建设中的两大主要材料，在国内水泥公路的运用远远高于沥青道路的铺设。这其中最主要的原因相较于沥青，水泥在我国有着极高的产量，同时道路的建设中，水泥路面比沥青路面更具稳定性，且有着极高的强度和更为长久的使用寿命。

1 配合比设计

2.1 原材料

（1）水泥

  本次试验选用P.O52.5水泥，确定该材料具有8Mpa抗折强度以及3000kg/m3密度。

（2）粗集料

  本次试验粗集料选材为碎石，含水率：0.3%；含泥量：1.2%；堆积密度：1410kg/m3；表观密度：2723kg/m3。粒径分为三档：4.75mm-9.5mm、9.5mm-20mm、20mm-27mm。粒径的掺配比例为4：3：3。

（3）细集料

  本次试验细集料选材为中砂，云母含量：0.1%；含泥量：1.3%；细度模量：2.8；堆积密度：1710kg/m3；表观密度：2700kg/m3，所含机制符合占比需求。

（4）饮水剂

本次试验采用风扬SJ系列饮水剂，以0.01%比例掺入基质混凝土中。

（5）减水剂

  本次试验使用福飞建筑材料公司所产减水剂，共掺入1.5%。

（6）矿物掺合料

  本次实验选取表观密度为2100kg/m3的Ⅰ级质量粉煤灰作为掺合料，共掺入15%。

2.2 配合比

  本次试验各种配合比如下图表1所示。

                表1           混凝土配合比设计

材料类型        基质         0.38水灰          粉煤灰           无引气剂

               混凝土         比混凝土          混凝土            混凝土

水泥/kg         360            380               305               360

 水/kg                                   148

细集料/kg       543            635               628               643

粗集料/kg      1250           1235                      1250

减水剂/%                                 1.5

引气剂/%                       0.01                                 0

粉煤灰掺量/kg                  0                  60                0

水灰比         0.45            0.38                     0.45

2 水泥混凝土路面抗盐冻性能研究

 本次试验结果详见下图表2所示

              表2          基质混凝土试验结果

冻融循环 质量损失/%          相对动弹             弯拉强度/

     次数                              模量/%                MPa

      0              0                  100                  6.0

     25             0.09                96.8                  0

     50             0.08                92.3                  0

     75             0.11                88.5                  0

100             0.13                86.2                 5.3

200             0.28                76.2                 4.2

 从上述数据分析可以得出，在盐冻情况下基质混凝土出现较多的弯拉强度损失，使其性能有着明显的降低。

2.1 水灰比的影响

  此次试验以基质混凝土作为对照，对0.38低水灰比的三组试件进行实验，对比结果详见下图1。

             图1   混凝土水灰比对弯拉强度的影响

  依照试验数据可见，通过降低水灰比的方式可以有效提升混凝土的弯拉强度，使其抗盐冻性能得到改善。

2.2粉煤灰的影响

  此次实验以基质混凝土作为对照，对添加粉煤灰的三组试件进行实验，对比结果详见下图2。

             图2       粉煤灰对混凝土弯拉前途的影响

  依照试验数据可见，在掺入粉煤灰后混凝土的弯拉强度虽然有所下降，但是混凝土的抗盐冻性却得到了有效的改善。

2.3 引气剂的影响

  此次实验以基质混凝土作为对照，对添加引气剂的三组试件进行实验，对比结果详见下图3。

             图3          引气剂对弯拉强度的影响

依照试验数据可见，在掺入引气剂后混凝土的拉弯强度得到了提升，并且改善了混凝土抗盐冻性能。

3 结论

1. 降低水灰比可以有效提高水泥混凝土路面的弯拉强度，并且提高抗盐冻性能。
2. 掺入粉煤灰会使水泥混凝土路面的弯拉强度有所降低，但对抗盐冻性能可以做到较大的改善。
3. 掺入引气剂可以使水泥混凝土路面的弯拉强度和抗盐冻性能都得到有效的提高。

参考文献：

[1] 张辉.水泥混凝土路面抗盐冻性能研究[D].南京航空航天大学,2009.DOI:10.7666/d.y1825536.

[2] 曹沈阳,包得祥.季冻地区路用水泥混凝土抗盐冻性能试验研究[J].中外公路, 2020, 40(5):4.DOI:10.14048/j.issn.1671-2579.2020.05.058.

[3] 王稷良,申力涛,牛开民.路面水泥混凝土抗盐冻性能研究[J].Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2014, 8(2):7-10.