陳清己

(福建融誠檢測技術(shù)股份有限公司， 福建 漳州 363000)

0 引言

水泥混凝土路面大量應(yīng)用于普通國省干線公路、市政工程、中長隧道等建設(shè)，其直接受車輛荷載作用及溫濕度環(huán)境因素的影響，要求混凝土面板具有較高的彎拉強度，其大小是否滿足設(shè)計要求，將直接影響到路面的整體質(zhì)量及使用壽命。路面混凝土采用集中拌和，存在運輸距離遠、運時長，運輸過程中坍落度損失大等問題，要求混凝土在坍落度較大的情況下，其抗彎拉強度仍能滿足設(shè)計要求。

本文研究了普通高效減水劑（萘系減水劑）、聚羧酸減水劑和路面專用抗折劑對混凝土工作性能、抗彎拉強度的影響，在性能相似的條件下選擇優(yōu)質(zhì)實惠的外加劑摻加方案。

1 原材料及試驗方法

1.1 原材料

1.1.1 抗折劑

抗折劑選用XH-II型抗折劑,其各項檢測指標如表1.1。

表1.1 各項檢測指標

1.1.2聚羧酸減水劑

聚羧酸減水劑選用HPWR-R高性能緩凝型減水劑，其各項檢測指標如表1.2。

1.1.3 萘系減水劑

萘系減水劑選用FS-G高效減水劑，其各項檢測指標如表1.3。

表1.2 各項檢測指標

1.1.4 其它材料

水泥采用海螺P.O42.5；砂為中砂；水為飲用水；粉煤灰采用II級粉煤灰，礦渣粉為S95級礦渣粉。

1.2 試驗方法

試驗根據(jù)《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》（JTG E30-2005），測試混凝土坍落度、觀察各盤混凝土和易性，測試7d、28d抗彎拉強度及7d、28d抗壓強度。

表1.3 各項檢測指標

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 三種外加劑對混凝土抗彎拉強度的影響

為了對比單獨在混合料中摻抗折劑、摻聚羧酸減水劑、摻萘系減水劑三者對混凝土抗彎拉強度影響效果，試驗中保持水膠比不變，在坍落度相近的情況下，只改變外加劑用量，其配合比見表 2.1。

試驗結(jié)果見表2.2。

表2.1 摻不同外加劑混凝土配合比

表2.2 摻不同外加劑混凝土試驗結(jié)果

分析上表的試驗結(jié)果可知：

（1）摻抗折劑的混凝土與摻減水劑的混凝土在坍落度相近的情況下，抗折劑的減水率比聚羧酸減水劑、萘系減水劑小。其7d抗彎拉強度和摻聚羧酸減水劑的抗彎拉強度基本接近，比摻萘系減水劑的7d抗彎拉強度高9%；28d抗彎拉強度比摻減水劑的抗彎拉強度都要高。

（2）摻抗折劑的混凝土無論是7d還是28d抗壓強度都要高于摻減水劑的混凝土。抗折劑與減水劑相比，在水膠比相同、坍落度相近的情況下，能顯著提高路面混凝土的抗彎拉強度。

（3）摻減水劑的路面混凝土，坍落度經(jīng)時損失大，而摻抗折劑的路面混凝土，坍落度損失較小，即使坍落度減小的情況下，混凝土表面呈“松軟”狀，施工操控較為容易。由于路面混凝土本身設(shè)計坍落度較小，造成混凝土粘稠、干硬，翻拌困難。若摻減水劑的混凝土應(yīng)用到實際施工中，會影響現(xiàn)場施工操控，不易于混凝土的攤鋪和振搗成型，若要方便施工，必須提高混凝土的出機坍落度。由于減水劑對水較為敏感，增大水灰比，強度下降，影響路面質(zhì)量。

2.2 摻抗折劑與聚羧酸減水劑的對比試驗

為了對比摻抗折劑與摻聚羧酸減水劑兩者的效果，保持各原材料用量不變，通過調(diào)整水膠比及外加劑用量，其配合比見表2.3。試驗結(jié)果如表2.4。

表2.3 摻不同外加劑混凝土配合比

表2.4 摻不同外加劑混凝土試驗結(jié)果

由表2.3、表2.4可以看出，摻抗折劑的混凝土與摻減水劑的混凝土在坍落度相近的情況下，抗折劑的減水率比聚羧酸減水劑小，摻抗折劑的混凝土水膠比較摻減水劑大得多，但是其7d抗壓強度比摻減水劑的抗壓強度小11%，28d抗壓強度比摻減水劑的抗壓強度小6%，28d抗折強度比摻減水劑的抗折強度小9%，說明抗折劑對水膠比的敏感性較小，現(xiàn)場施工較摻聚羧酸減水劑容易控制。

混凝土抗折劑是一種溶解度較低的化學物質(zhì)，按一定比例摻到混凝土中，能與水泥和水共同作用，生成許多纖維狀的物質(zhì)（不摻抗折劑的基準混凝土多為六方晶體板狀物），在微觀上改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高水泥石的抗彎拉強度和水泥石與骨料的界面粘接強度，從宏觀上提高混凝土的抗彎拉強度（彎拉強度），改善混凝土的脆性，提高混凝土的韌性。在高倍電鏡下觀測水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下：2.3摻抗折劑混凝土和摻減水劑混凝土影響彎拉強度現(xiàn)場試驗研究

通過現(xiàn)場鋪設(shè)試驗段進一步驗證兩種混凝土的性能，配合比均采用施工配合比，坍落度相近的情況下，現(xiàn)場取樣制作試件，測試28d抗彎拉強度，取芯測劈裂強度，試驗結(jié)果見表2.5。

圖3-1 基準（3天）水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖3-2摻抗折劑（3天）水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖3-3 基準（28天）水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖3-4 摻抗折劑（28天）水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)

表2.5 試驗段對比試驗結(jié)果

通過表2.5試驗結(jié)果可知，在相同操作人員、相同施工工藝條件下，摻抗折劑的混凝土無論是28d抗彎拉強度還是劈裂強度都比摻減水劑的混凝土高很多。取芯發(fā)現(xiàn)，摻減水劑的混凝土芯樣中下部有大量氣泡，而摻抗折劑的混凝土芯樣非常密實，很少有氣泡。減水劑中的氣泡對路面混凝土的抗彎拉強大影響較大，尤其對劈裂強度影響更大。

圖3.5 摻減水劑的混凝土芯樣

圖3.6 摻抗折劑的混凝土芯樣

3 結(jié)論

（1）路面抗折劑的減水率比萘系減水劑、聚羧酸減水劑的減水率小，在水膠比相同、坍落度相近的情況下，路面抗折劑能提高路面混凝土的抗彎拉強度。

（2）摻抗折劑的路面混凝土坍落度經(jīng)時損失比摻減水劑的混凝土坍落度損失較小，對水膠比的敏感性較小，現(xiàn)場施工較摻聚羧酸減水劑容易控制。

（3）摻減水劑混凝土芯樣氣泡較摻抗折劑混凝土多，混凝土密實性較摻抗折劑混凝土差。

[1]減水劑對水泥混凝土的路用性能影響[J].程耀烜.建設(shè)科技.2017(17)

[2]混凝土抗折劑在路面混凝土中的應(yīng)用研究[J].袁敏.福建交通科技.2013[3]JTG E30-2005.公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程[S].2005