含鹽陶粒摻量對水泥混凝土力學(xué)性能的影響

李虹橙 鄭少鵬 李思李 侯子義

摘要 為了探究含鹽陶粒對骨料碎石的替代給混凝土力學(xué)性能帶來的影響，給含鹽陶?；炷恋脑O(shè)計(jì)施工提供理論依據(jù)，試驗(yàn)通過對不同替代率各組試件的抗壓試驗(yàn)、抗折試驗(yàn)及耐磨性試驗(yàn)研究分析，得出如下結(jié)論：1）含鹽陶?；炷恋目箟簭?qiáng)度隨陶粒對骨料碎石的替代率增大而減小，當(dāng)替代率為100%時(shí)，強(qiáng)度下降幅度達(dá)39.3%;2）根據(jù)含鹽陶粒混凝土界面破壞形態(tài)和機(jī)理，證實(shí)陶粒與水泥石的界面黏結(jié)力比普通集料和水泥石的界面黏結(jié)力大，陶粒本身強(qiáng)度決定了混凝土的強(qiáng)度;3）當(dāng)含鹽陶粒的替代率小于等于70%時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度大于4 MPa，可以滿足各交通量等級條件下的規(guī)范設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度要求;4）含鹽陶?；炷恋哪ズ闹惦S著含鹽陶粒的替代率增大而增大，當(dāng)陶粒對骨料碎石的替代率達(dá)到100%時(shí)，混凝土的磨耗值增長幅度為67%，各組試件的磨耗值均小于規(guī)范3.6 kg/m2的要求，證實(shí)了含鹽陶粒混凝土能滿足路面的耐磨性要求。

關(guān) 鍵 詞 道路工程;含鹽陶粒混凝土;室內(nèi)試驗(yàn);力學(xué)性能;耐磨性

中圖分類號 U416.2 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

The influence of salt-containing ceramsite content on mechanical properties of cement concrete

LI Hongcheng1， ZHENG Shaopeng2，3， LI Sili4， HOU Ziyi1

（1. School of Civil Engineering and Transportation， Hebei University of Technology， Tianjin 300401， China; 2. Broadvision Engineering Consultants， Kunming， Yunnan 650041， China; 3. College of Civil Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， China; 4.The Ministry of Transport Highway Research Institute， Beijing 100088， China）

Abstract In order to explore the effect of salt-containing ceramsite to substitute the aggregate on the mechanical properties of cement concrete， and provide a theoretical basis for the design and construction of the salt-containing ceramsite concrete. By testing the different substitution rate on compression test and analysis of workpiece folding test and wear resistance test of resistance， we have the following conclusions： （1） The compressive strength of ceramsite concrete reduced when the salt-containing ceramsite substitution on the aggregate rate increased. When the substitution rate is 100%， the strength decrease reaches to 39.3%. （2）According to the interface failure form and mechanism of salt-containing concrete， which confirmed that the interfacial adhesion between ceramsite and cement paste is larger than that of aggregate and cement paste， and the strength of ceramsite itself determines the strength of concrete. （3） When the aggregate replacement rate is less than or equal to 70%， the flexural strength is more than 4 MPa， which can meet the requirements of standard design flexural tensile strength under various traffic grade conditions. （4） The wear value of salt ceramsite concrete increases with the increase of the replacement rate of salt-containing ceramsite. When the replacement rate of ceramsite to the aggregate reaches 100%， the wear rate of concrete increases by 67%. The wear value of each specimen is less than that of the standard 3.6 kg/m2， and it is proved that the salt-containing ceramsite concrete can meet the wear resistance requirements of pavement.

2.3 含鹽陶粒對混凝土耐磨性的影響

耐磨性作為水泥混凝土重要的路用性能之一，路面磨光會(huì)導(dǎo)致輪胎與路面的附著力下降，對車輛的行駛安全造成不良影響，磨耗值過大則會(huì)影響路面的耐久性要求。為了探究含鹽陶粒對混凝土耐磨性的影響，試驗(yàn)采取對各組試件做相同磨耗測試，與普通混凝土作對比，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

通過圖5中試驗(yàn)測得的數(shù)值可以看出，混凝土的磨耗值隨著含鹽陶粒的替代率增大而增大，當(dāng)陶粒對骨料碎石的替代率達(dá)到100%時(shí)，混凝土的磨耗值達(dá)到最大值為3.29 kg/m2，較A1（0∶100）普通混凝土差值為1.32 kg/m2，增長幅度達(dá)67%。參考相關(guān)試驗(yàn)及規(guī)范[9-12]，發(fā)現(xiàn)水泥混凝土的耐磨性，主要取決于水泥石的強(qiáng)度、水泥石與集料的界面黏結(jié)質(zhì)量和集料的強(qiáng)度與硬度。因此，可以得出含鹽陶?；炷恋哪湍バ阅苤饕Q于含鹽陶粒自身的性能，由于陶粒顆粒強(qiáng)度比碎石骨料低，所以含鹽陶?；炷凛^普通混凝土磨耗值要大。根據(jù)《公路水泥混凝土路面滑膜施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ/T 037.1-2000）[13]中規(guī)定，水泥混凝土路面的磨耗值不大于3.6 kg/m2，對比不同組的磨耗值大小，均小于規(guī)范要求，證明含鹽陶?；炷聊軡M足路面的耐磨性要求。

通過上述研究可以表明，含鹽陶粒對水泥混凝土抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度和耐磨性能均造成不同程度的衰減影響，在實(shí)際工程中應(yīng)用含鹽陶?；炷?xí)r，必須綜合考慮力學(xué)性能和融冰化雪效率，在同時(shí)滿足兩者要求的情況下，確定合理的含鹽陶粒替代率。

3 結(jié)論

1）通過不同替代率各組含鹽陶?；炷猎嚰目箟涸囼?yàn)，得出含鹽陶?；炷恋目箟簭?qiáng)度隨含鹽陶粒對骨料碎石的替代率增大而減小，替代率為100%的A5（100∶0）組28 d抗壓強(qiáng)度為24.6 MPa，較A1（0∶100）組的28 d抗壓強(qiáng)度40.5 MPa，下降幅度達(dá)39.3%。

2）根據(jù)對不同替代率的含鹽陶粒混凝土試件受壓破壞形態(tài)觀察，得出含鹽陶?；炷两缑嫫茐臋C(jī)理，證實(shí)陶粒與水泥石的界面黏結(jié)力比普通集料和水泥石的界面黏結(jié)力大，陶粒本身強(qiáng)度決定了混凝土的強(qiáng)度。

3）通過對不同替代率的含鹽陶?；炷猎嚰拐蹚?qiáng)度試驗(yàn)分析，得出當(dāng)含鹽陶粒的替代率小于等于70%時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度大于4 MPa，可以滿足各交通量等級的路面規(guī)范設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度要求。提出了含鹽陶?；炷翍?yīng)用時(shí)的定量評價(jià)指標(biāo)，并揭示了其理論依據(jù)。

4）通過含鹽陶?；炷僚c普通混凝土的磨耗值對比分析，得出含鹽陶粒混凝土的磨耗值隨著含鹽陶粒的替代率增大而增大，當(dāng)陶粒對碎石骨料的替代率達(dá)到100%時(shí)，混凝土的磨耗值達(dá)到最大值為3.29 kg/m2，較A1（0∶100）普通混凝土差值為1.32 kg/m2，增長幅度為67%。各組試件的磨耗值均小于規(guī)范3.6 kg/m2的要求，證實(shí)了含鹽陶?；炷聊軡M足路面的耐磨性要求。

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[責(zé)任編輯 ? ?楊 ? ?屹]