混凝土耐久性的控制以及聚羥酸的運(yùn)用

王明江

(中鐵二局股份有限公司第四工程有限公司，四川成都610300)

水泥混凝土路面具有穩(wěn)定性好、耐久性強(qiáng)、抗滑性好、后期養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低以及綠化環(huán)保程度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，是我國(guó)公路路面重要的結(jié)構(gòu)形式。但是通過(guò)最近幾年的養(yǎng)護(hù)發(fā)現(xiàn)，混凝土路面的耐久性并不十分理想，而耐久性不良嚴(yán)重制約著混凝土路面的發(fā)展。下面主要探討混凝土耐久性的控制以及聚羥酸的應(yīng)用。

1 影響混凝土耐久性的因素

混凝土常見(jiàn)的破壞因素主要有:鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)作用、淡水溶蝕、碳酸鹽化作用、鹽類侵蝕、酸堿腐蝕以及磨損、沖擊等機(jī)械作用。如何有效控制混凝土的破壞因素是解決混凝土耐久性的重要措施?；炷林苽涞募夹g(shù)以及影響因素很多，并且各種高性能減水劑以及礦物細(xì)摻料作為混凝土基礎(chǔ)材料，進(jìn)一步增加了混凝土耐久性影響因素的復(fù)雜性。

1.1 原材料對(duì)混凝土耐久性的影響

原材料是影響混凝土耐久性的最基本最重要的因素，合理選擇混凝土原材料是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。水泥材料的選擇主要是根據(jù)工程的特點(diǎn)以及性質(zhì)進(jìn)行選擇，根據(jù)工程所處的環(huán)境以及施工條件進(jìn)行確定［1］。粗集料材料的選擇對(duì)混凝土強(qiáng)度以及耐久性具有很大的影響，集料在混凝土中占據(jù)的比例比較大，混凝土的強(qiáng)度與水泥石和集料的粘接界和粗集料的強(qiáng)度具有很大的關(guān)系，如果集料的強(qiáng)度不足，混凝土可能因?yàn)榧系钠茐亩鴮?dǎo)致混凝土的破壞，因此集料的選擇對(duì)混凝土的耐久性具有很大的影響。

1.2 配合比對(duì)混凝土耐久性的影響

在配合比方面，水泥混凝土的水灰比、水泥用量和砂率等配合比不良都會(huì)對(duì)混凝土的耐久性造成影響，比如水灰配合比不能過(guò)大也不能過(guò)小，過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)對(duì)混凝土的耐久性造成影響［2］。

2 混凝土耐久性的控制

2.1 水灰配合比的控制

如果水灰配合比過(guò)大，則會(huì)對(duì)混凝土的拌合物保水性和粘聚性不良;當(dāng)水灰比超過(guò)一定的極限時(shí)，混凝土拌合將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的離析、泌水的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致混凝土的耐久性以及強(qiáng)度下降;如果水灰比較小，則造成水泥不能完全水化，未水化的水泥殘留在混凝土中產(chǎn)生滯后水化的現(xiàn)象，造成混凝土的耐久性不高。因此在混凝土施工的過(guò)程中一定要嚴(yán)格控制水灰配合比，從而加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，提高混凝土的耐久性。

2.2 水泥用量的控制

水泥是混凝土配制的主要材料，水泥用量在配制混凝土的過(guò)程中既不能大于規(guī)定以及規(guī)范的最大用量，當(dāng)然也不能小于規(guī)定以及規(guī)范的最小用量。控制水泥的最大用量主要是為了防止水泥過(guò)量而導(dǎo)致其水化熱過(guò)大或者引起收縮過(guò)大而造成混凝土出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。

表1為《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的滿足混凝土耐久性的最小水泥用量和最大水泥用量［3］。

2.3 砂率的控制

砂率是指細(xì)集料的質(zhì)量占集料的總質(zhì)量的百分率。水泥砂漿主要由水泥和細(xì)集料組成，它在混凝土拌合物中具有潤(rùn)滑的作用，并且它還可以降低粗集料顆粒之間的摩擦阻力，從而對(duì)混凝土拌合物的流動(dòng)性具有非常好的效果。砂率過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)影響混凝土拌合物的流動(dòng)性較小，造成密實(shí)度下降，從而導(dǎo)致混凝土的耐久性下降［4］。

混凝土砂率的控制主要與粗集料種類的取值和砂的細(xì)度模數(shù)有關(guān)，如表2。

2.4 外加劑的摻用

外加劑在使用的過(guò)程中首先應(yīng)該綜合考慮外加劑與水泥的相容性以及不通過(guò)的種類之間的匹配性，外加劑的摻量應(yīng)該根據(jù)相對(duì)的試驗(yàn)進(jìn)行控制，否者會(huì)對(duì)混凝土帶來(lái)副作用，從而造成混凝土的耐久性不高。

3 聚羥酸高性能減水劑對(duì)混凝土耐久性的影響

聚羥酸減水劑具有非常高的減水率、保坍性以及不泌水、低引氣等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)混凝土技術(shù)的發(fā)展具有重要的作用。下面主要分析聚羥酸高性能減水劑對(duì)混凝土性能的影響。

表1 混凝土滿足耐久性要求的最小水泥用量和最大水灰比

表2 砂的細(xì)度模數(shù)與最優(yōu)砂率之間的關(guān)系

3.1 聚羥酸的應(yīng)用對(duì)水泥凈漿的影響

在混凝土配制的過(guò)程中，如果聚羥酸減水劑摻量比較低時(shí)，水泥凈漿的流動(dòng)度就會(huì)很小，從而導(dǎo)致凈漿的流動(dòng)度的保持性非常差。因此在進(jìn)行配置混凝土的過(guò)程中添加適量的聚羥酸減水劑能夠顯著提高水泥凈漿的流動(dòng)性。聚羥酸減水劑的減水效果主要取決于水泥顆粒的分散穩(wěn)定性和分散性，而分散性主要取決于吸附表面的立體效應(yīng)以及電斥力。

3.2 聚羥酸減水劑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

在混凝土配制的過(guò)程中摻入0.3%的聚羥酸減水劑對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度有明顯的提高。這主要是因?yàn)榫哿u酸減水劑的加入能夠使水泥混凝土膠體向結(jié)晶體進(jìn)行轉(zhuǎn)變的過(guò)程延緩，能夠生成完整并且體積較大的晶體，晶體之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及搭接性有很大提高，從而可以增加混凝土的密實(shí)度以及強(qiáng)度。采用摻入0.3%的聚羥酸減水劑的混凝土與空白混凝土試件進(jìn)行比較，摻入0.3%的聚羥酸減水劑28d混凝土試件的抗壓強(qiáng)度可以提高22.3%［5］。

3.3 聚羥酸減水劑對(duì)混凝土拌合物坍落度的影響

通過(guò)進(jìn)行配合比進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在混凝土配制中摻入聚羥酸減水劑，隨著摻入量的增加，混凝土坍落度就會(huì)逐漸減少，當(dāng)摻入量達(dá)到0.2%時(shí)，通過(guò)進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)幾乎沒(méi)有坍落的現(xiàn)象發(fā)生。因此在混凝土中摻入適量的聚羥酸減水劑對(duì)混凝土拌合物的坍落度有很大的影響，可以很大程度上減少坍落現(xiàn)象。

3.4 聚羥酸減水劑對(duì)混凝土拌合物泌水率的影響

通過(guò)進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果在配制混凝土的過(guò)程中添加適量的ASP，混凝土拌合物泌水率會(huì)超過(guò)沒(méi)有摻入減水劑時(shí)的泌水率，并且泌水率會(huì)隨著減水劑的摻入量的增加而增加，這樣就會(huì)造成混凝土分層、離析的現(xiàn)象。通過(guò)摻入聚羥酸減水劑后，混凝提拌合物的泌水率隨著減水劑的摻入量的增加而增大，但是比沒(méi)有摻入聚羥酸減水劑的泌水率小得多，能夠顯著降低混凝土拌合物的泌水率。由此可見(jiàn)在混凝土中摻入適量的聚羥酸減水劑要比未摻入減水劑的混凝土的性能好［6］。

通過(guò)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在配制混凝土的過(guò)程中添加適量的聚羥酸減水劑能夠很大程度提高混凝土的抗壓強(qiáng)度、減低泌水性，并且聚羥酸減水劑適量的摻入在提高強(qiáng)度的基礎(chǔ)上也提高了混凝土的密實(shí)度以及穩(wěn)定性，對(duì)施工性能具有很大的提高，并且也極大程度提高超長(zhǎng)期的耐久性。

4 總結(jié)

通過(guò)進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在混凝土配置的過(guò)程中摻入適量的高性能聚羥酸減水劑，使混凝土具有良好的粘聚性、均勻性、填充性以及保塑性和流動(dòng)性，使混凝土的體積穩(wěn)定性以及力學(xué)性能和耐久性都有很大的提高，由此可見(jiàn)高性能聚羥酸減水劑是配制混凝土的重要的減水劑，是提高混凝土性能的必不可少的成分。

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