浅谈路面水泥混凝土的耐久性的分析

　　【摘要】对于路面混凝土其不仅要承受着车辆动荷载的冲击、摩擦和反复弯曲的作用，还要受到温度和湿度反复变化及恶劣环境的影响，因此路面混凝土不仅要具有较高的抗弯强度同时还要具有良好的耐久性，尤其是路面混凝土要具有良好的耐磨性及抗冻性能。

　　【关键词】路面混凝土，耐久性，强度

　　1、 路面混凝土的耐磨性

　　水泥混凝土的磨损是一个复杂的物理力学过程，除与本身的材料性质有关，还与其磨损的方式及自身所处的环境条件都有着密切的关系。总体来说，混凝土的耐磨性可以理解为：导致接触接触表面的材料逐渐被移失的过程。在工程中，水泥混凝土有四种主要的磨损形式：黏着磨损、疲劳磨损、磨粒磨损和侵蚀磨损等。混凝土的耐磨试验结果见表1。

　　表 1 新型混凝土的磨损量

　　实验结果表明各种不同的配比的新型路面混凝土其耐磨性的好坏也存在着很大的差异。随着熟料用量的增加以及矿渣用量的减少，混凝土的耐磨性越来越好。对于混凝土的耐磨性规范中没有明确的提出规定值，所以，只能与常用的普通水泥混凝土进行比较，来区分水泥混凝土耐磨性的好坏。实验结果表明：耐磨性的大小与水泥熟料和矿渣微粉的用量有密切的关系。水泥熟料的用量越多，矿渣微粉的用量越少，则水泥混凝土的耐磨性能越好。

　　分析造成这种现象的原因，是由于当矿渣微分用量过多时，水泥熟料的用量必然减少，水化反应较慢，在水泥水化初期，矿渣微粉分布并包裹在熟料颗粒表面，起到了延缓和减少了水泥水化初期水化产物相互搭接的隔离作用，就会导致以矿渣粉为主要组分的水泥反应速度与反应能力都大大减少，新型水泥胶凝材料水化后形成的产物其内聚力就会偏小，从而引起胶砂及混凝土的耐磨性比较差。但是当水泥熟料的用量增加、矿渣微粉的用量相对减少时，水泥熟料水化后的产物氢氧化钙数量就会增多，足够的碱度不仅能够有效的促进矿渣微粉使得其能充分的发挥其凝胶性质，而且矿渣微粉的填充作用会使得水泥的粒度分布的更加合理，填充效应使得混凝土的孔隙率减少，孔结构也相对的理想化，从而对混凝土表面强度产生影响，使得水泥硬化体的内聚力相对增加，因此具有好的耐磨性。因此，对于有耐磨性要求的路面混凝土要严格控制矿渣微粉的用量。对于路面混凝土其矿渣微粉的掺量不宜超过 55 wt%。

　　2、路面混凝土的抗冻性

　　混凝土的冻融破坏主要是其混凝土中的水结冰体积变大及溶液浓度的改变，致使混凝土的内部产生很大的膨胀压力和渗透压力，当这种压力越来越大超过其抗拉强度时，就会使混凝土的内部产生破坏。由此可见混凝土的冻融破坏实际上是一种力学破坏。经验表明，从不同配比的新型混凝土质量变化率及相对动弹模的损失率的变化表明其抗冻性的能力与普通混凝土存在一定的差异。

　　通过相关实验研究也能表明，新型混凝土的具有很高的抗冻性能。经过 175 次冻融循环，普通混凝土有很大的质量损失及动弹模损失，而新型混凝土随着水泥熟料掺量的增加及矿渣微粉用量的减少，混凝土的抗冻性能越来越高。对于新型混凝土由于矿渣微粉的加入细化了孔结构，因此新型混凝土的抗冻性能优于普通混凝土。当水泥熟料的用量增加、矿渣微粉的用量相对减少时，水泥熟料水化后的产物氢氧化钙数量就会增多，足够的碱度不仅能够有效的促进矿渣微粉使得其能充分的发挥其凝胶性质，而且矿渣微粉的填充作用会使得水泥的粒度分布的更加合理，填充效应使得混凝土的孔隙率减少，孔结构也相对的理想化，因此随着水泥熟料的增加、矿渣微粉用量的减小，新型路面混凝土的抗冻性能越高。

　　3、路面混凝土的单面盐冻

　　在寒冷地区，使用除冰盐进行除雪，导致路面剥蚀和开裂，严重影响混凝土路面的正常使用性能和混凝土的服役寿命。本论文采用由欧盟和国际材料试验协会共同推荐的 CDF 混凝土抗冻性能试验方法。通过试件单位面积的剥蚀量及相对动弹模损失率来评价道路混凝土的抗盐冻性能。 试验表明不同配比的新型混凝土其抗盐冻性能也不同。对于新型混凝土的抗盐冻试验其抗盐冻性能的优劣见图 1。

　　图1 新型混凝土抗盐冻性能

　　试验结果表明由于各胶凝材料组分的不同，导致混凝土的抗盐冻性能大不相同。抗盐冻性能的优劣排序为：方案 6>方案 5>方案 4>方案 7>方案 3>方案 2>方案 1。试验结果表明，随着水泥熟料的增加、矿渣微粉用量的减小，新型混凝土的抗盐冻性能不断提高。研究发现虽然新型混凝土具有良好的抗盐冻性能，但是却要严格控制矿渣微粉的用量，矿渣微粉的用量不宜超过 55wt%。当矿渣微分用量过多时，水泥熟料的用量必然减少，水泥水化反应较慢，在水泥水化初期，矿渣微粉分布并包裹在熟料颗粒表面，起到了延缓和减少了水泥水化初期水化产物相互搭接的隔离作用，就会导致以矿渣粉为主要组分的水泥反应速度与反应能力都大大减少，因此随着水泥熟料的增加，水泥水化的更加充分，从而新型路面混凝土的抗盐冻性能越来越高。

　　总之，对于新型路面混凝虽然其抗压强度低于普通混凝土，但是其具有很高的抗折强度及劈拉强度。 同时，随着水泥熟料用量的增加及矿渣微粉用量的减少，新型路面混凝土其干燥收缩率、耐磨性、抗冻性及抗氯离子渗透能力都随着提高。 通过对新型路面混凝土与普通混凝土比较，从抗水冻、抗盐冻等方面发现，新型路面混凝土较普通的路面混凝土更具有良好的的耐久性能。综合考虑混凝土的各种路用性能，新型路面混凝土比普通混凝土更存在着一定的优越性。

　　参考文献

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