礦粉在抗折強度5.0MPa的C35路面混凝土中的應用

文蓓蓓，高 博，陳向明

（武漢武新新型建材有限公司，武漢 430080）

武漢化工園區(qū)乙烯快速通道項目為連接武石化與乙烯工程核心廠區(qū)重要交通干道工程，全長約7.7km，設(shè)計采用抗折強度5.0MPa的C35路面混凝土，道路等級為城市主干道Ⅰ級。該工程設(shè)計對混凝土的抗折強度和耐磨性要求較高，而且施工日期集中在7～9月份高溫天氣，生產(chǎn)、施工難度較大。該文以該項目為依托，研究了礦粉對抗折強度5.0MPa的路面混凝土性能的影響，主要探討了礦粉、砂率對路面混凝土抗折強度、耐磨性的影響。并針對生產(chǎn)施工中出現(xiàn)的問題，提出了有效的改進措施。

1 試 驗

1.1 原材料

水泥：華新PO42.5普通硅酸鹽水泥；礦粉：武新S95礦粉，28d活性指數(shù)101%；減水劑：西卡聚羧酸減水劑，固含量12.5%，減水率25%；砂：巴河黃砂，細度模數(shù)2.5；碎石：武穴產(chǎn)石灰石，粒徑5～40mm，連續(xù)級配，壓碎值11；水：自來水。

1.2 方法

主要采用抗折強度、耐磨性、抗壓強度對抗折強度5.0MPa路面混凝土性能進行評價?？拐蹚姸?、抗壓強度參照GB/T 50081—2002規(guī)定進行測試；耐磨性測試參照JTG E30－2005《水泥混凝土耐磨性試驗方法》進行，以試件磨損面上，單位面積磨損量作為評價混凝土耐磨性的相對指標。測試齡期為28d。單位面積磨損量越小，混凝土耐磨性越好；坍落度的測定方法按照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》GB/T 50080—2002進行。

2 結(jié)果與討論

2.1 礦粉對C35路面混凝土性能的影響

從表1可以看出，采用礦粉等量取代水泥，取代量分別為10%、15%、20%、25%。

表1 不同礦粉摻量的C35路面混凝土配合比

表2 礦粉摻量對C35路面混凝土性能的影響

原因在于：礦粉作為一種活性摻合料，比表面積遠大于普通硅酸鹽水泥，顆粒小，在混凝土中起微細料填充潤滑作用，同時改善混凝土水化產(chǎn)物與集料的界面效應；摻入礦渣微粉的混凝土因其早期化學活性不如水泥高，在攪拌后的最初兩小時內(nèi)混凝土的流變性易于控制，尤其能明顯地減少其坍落度的損失，有利于施工；礦粉的早期活性不如水泥，取代水泥后混凝土的早期抗折、抗壓強度有所降低。但隨著水泥水化進行，礦粉的有效成分在混凝土中發(fā)生二次水化反應，增加混凝土的致密性，同時增強水化產(chǎn)物與集料的界面結(jié)合力［1］。因此混凝土的28d抗折強度、抗壓強度以及耐磨性在礦粉摻量不超過15%時，較不摻礦粉有一定提高。

綜上所述，礦渣微粉的摻入，改善混凝土水化產(chǎn)物的致密性及與集料的界面效應，較大幅度提高混凝土的抗折強度和耐磨性。其適宜摻量為15%。

2.2 砂率對C35路面混凝土性能的影響

從表3可以看出：混凝土配合比中砂率變化從36%～30%。主要研究砂率對路面混凝土抗折強度和耐磨性的影響。

表3 不同砂率的C35路面混凝土配合比

從表4可以看出：砂率變化對抗壓強度影響不大。隨砂率的降低，混凝土的28d抗折強度、耐磨性呈先增加后降低趨勢。

表4 砂率對C35路面混凝土性能的影響

可以解釋為：

當砂率過高時（如36%），在一定單位用水量情況下，漿體過于干澀粘稠，流動性顯著降低，不易振實，混凝土成型后，在內(nèi)部形成許多蜂窩和空洞，影響抗折強度；由于細集料的增多，混凝土中級配良好的粗集料的含量相對減少，從而破壞了混凝土內(nèi)粗集料之間交錯有致的機械咬合狀態(tài)，造成抗折強度下降。當砂率較小時（如28%～30%），混凝土拌合物缺漿，粗集料間的空隙得不到漿體的有效填充，內(nèi)部空隙較多，故抗折強度低。

適宜的較低砂率，有助于提高混凝土中砂漿的耐磨性［2－3］。因為低砂率的細集料比表面積小，細集料間的空隙少，在一定的膠凝材料用量情況下，細集料可充分地被膠凝材料包裹，水泥與砂的界面粘結(jié)力增強；同時，集料間的空隙能被較大限度地填充，砂漿密實度增大，因而其耐磨性提高。另外，在一般中等強度的道路混凝土中，砂漿耐磨性低于粗集料耐磨性，砂率低，可保證耐磨性較好的粗集料占有的面積大，對提高混凝土耐磨性有利。但砂率不可太低，否則漿體不足，影響棍凝土的密實性，導致耐磨性降低。

綜上所述，該試驗中適宜砂率為34%～32%。

表5為根據(jù)以上試驗結(jié)果確定的抗折強度5.0的C35路面混凝土生產(chǎn)配合比。表6為多次生產(chǎn)取樣測試的混凝土的相關(guān)數(shù)據(jù)。

筆者參與魯迅小說漢英平行語料庫的創(chuàng)建，對《一件小事》印象格外深刻?！兑患∈隆氛Z料來源魯迅原文、萊爾(1990)與楊戴(楊憲益和戴乃迭)(2003)兩個英譯本，一對二漢英平行語料庫。該語料庫已經(jīng)上傳網(wǎng)絡(luò)平臺(http://corpus.usx.edu.cn/)，實現(xiàn)資源共享。本文主要利用該語料庫網(wǎng)上檢索功能，借用翻譯目的論，對萊爾和楊戴譯本同原文進行比對，對一些漢語文化特色詞語進行對比分析，并結(jié)合該語料庫分析一些典型語料因素。兩個譯本均堪稱經(jīng)典，時常被后人引用、借鑒。對比分析不是為了判定譯文高下，而是提供一些處理相似文本翻譯的思考。

表5 抗折強度5.0的C35路面混凝土配合比

表6 抗折強度5.0的C35路面混凝土相關(guān)性能

3 工程應用以及質(zhì)控措施

武漢化工園區(qū)乙烯快速通道項目為連接武石化與乙烯工程核心廠區(qū)重要交通干道工程，全長約7.7km，設(shè)計采用抗折強度5.0MPa的C35路面混凝土，道路等級為城市主干道Ⅰ級。

在該工程中累計供應C35路面混凝土約30 000m3，生產(chǎn)日期從2012年6月～9月，供應高峰期主要在7月～8月份，日均氣溫在35℃左右。在生產(chǎn)施工過程中按照GJJ1－2008《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》進行控制，但由于氣溫、施工安排等因素的影響，在施工過程中出現(xiàn)了一些比較典型的問題，并針對出現(xiàn)的問題采取了相應的措施，取得了較好的效果。問題主要集中在混凝土的“硬殼”現(xiàn)象、混凝土的橫向開裂，分別進行介紹。

3.1 路面混凝土“硬殼”以及解決措施

路面混凝土的“硬殼”主要表現(xiàn)是混凝土表面失水很快，表層先硬化而表層以下混凝土仍處于塑性狀態(tài)，就像結(jié)了一層殼。對后續(xù)混凝土路面的抹面以及機械收光帶來了極大的不便。施工方要求的混凝土狀態(tài)是：混凝土硬化從底層到表面，在此過程中混凝土表面一直保持有水狀態(tài)，便于抹面收光。

通過到工地了解情況，分析了“硬殼”產(chǎn)生的原因：路面混凝土施工期間，處于高溫、起風天氣，由于氣溫高、風速較大，路面表層混凝土水分蒸發(fā)加快，造成一種失水硬化的假象，而面層以下的混凝土按正常時間凝結(jié)硬化，兩者不同步，形成“硬殼”現(xiàn)象；再者，由于氣溫偏高，混凝土中水泥水化加快，為了保證運輸和施工，所用減水劑中緩凝組分均加大。減水劑摻量偏大也是造成面層以下混凝土凝結(jié)時間延長的原因，也可能引起“硬殼”。

針對引起“硬殼”的原因，我們通過混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制，采取了以下措施：

1）混凝土的凝結(jié)硬化伴隨著混凝土中的水分不斷的蒸發(fā)。為了避免出現(xiàn)表層混凝土過快失水硬化，可以通過降低砂率適當增加混凝土的泌水量。在高溫和風速的作用下，混凝土表面和內(nèi)部的水分不斷的蒸發(fā)出來，使混凝土的表層和內(nèi)部硬化盡量同步；而且，混凝土表面適當泌水，利于工人提漿收光。實踐證明：通過降低1～2個砂率，有助于避免“硬殼”現(xiàn)象的發(fā)生。

2）適當降低減水劑的摻量。如上所述，混凝土路面“硬殼”的形成是混凝土面層與內(nèi)部凝結(jié)硬化不同步引起的。減水劑中緩凝組分的增多會引起混凝土凝結(jié)時間的延長，從而混凝土硬化時間變長。試驗證明：出現(xiàn)硬殼現(xiàn)象后，降低減水劑摻量也是改善混凝土“硬殼”的方法之一。但是降低減水劑的摻量會引起混凝土工作狀態(tài)的變化，如坍落度變小、坍落度損失變大，需要與工地進行溝通。

表7 調(diào)整后的抗折強度5.0的C35路面混凝土配合比

多次生產(chǎn)施工表明：在出現(xiàn)“硬殼”后，通過以上調(diào)整，可以較好的解決混凝土路面問題。

3.2 路面混凝土的橫向開裂及解決措施

在路面混凝土的施工過程中，混凝土路面的裂縫主要有兩種：“橫向”裂縫和“縱向”裂縫。所謂“橫向“裂縫就是裂縫的延伸方向與路面的軸線處于大致平行?！翱v向”裂縫即裂縫方向與路面軸線垂直。一般而言，“縱向”裂縫的發(fā)生與混凝土路面切縫不及時有關(guān)。只要把握好切縫時間就可以避免和減少縱向裂縫的產(chǎn)生［4］；“橫向”裂縫的產(chǎn)生原因與混凝土的收縮以及養(yǎng)護有關(guān)。發(fā)現(xiàn)“橫向”裂縫的時間主要是在混凝土施工后的16～48h。

通過現(xiàn)場了解情況以及分析混凝土收縮裂縫的形成原因。初步確定，該“橫向”裂縫是由混凝土的溫度應力引起的收縮過大造成的。施工期間，白天氣溫高達38～40℃，而夜晚溫度在25℃左右，晝夜溫差較大。建議采取塑料薄膜覆蓋保溫保濕。通過晚上突擊檢查發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)“橫向”裂縫的施工段大部分沒有覆蓋薄膜。通過對比方式，同一天施工的路面混凝土，一段僅采用土工毯覆蓋（晚上有風部分被掀開），一段采用薄膜覆蓋加土工毯覆蓋，結(jié)果如表8所示。

表8 兩種養(yǎng)護方式對比結(jié)果

通過采取薄膜覆蓋保溫保濕的方法，明顯減少了路面混凝土的開裂現(xiàn)象。

通過以上技術(shù)措施，生產(chǎn)抗折強度5.0MPa的路面混凝土約30 000m3，施工性能得到了施工方的肯定。運行通車到現(xiàn)在，路面性能良好。

4 結(jié) 論

a.礦粉能較明顯的提高路面混凝土的抗折強度和耐磨性。適宜摻量為15%。

b.合適的砂率能改善路面混凝土的抗折強度和耐磨性能。最佳砂率約為32%。

c.通過調(diào)整砂率和減水劑摻量可減少路面混凝土“硬殼”現(xiàn)象的產(chǎn)生。

d.采用薄膜覆蓋保溫保濕，可以減少路面混凝土因溫差過大而產(chǎn)生的橫向裂縫。

［1］ 林榮頌，張遂彩，林天津.礦渣微粉在水泥混凝土路面工程中的應用［J］.商品混凝土，2005：49－54.

［2］ 鄧初首.提高道路混凝土耐磨性的措施［J］.現(xiàn)代交通技術(shù)，2005：7－10.

［3］ 陳 瑜，周士瓊.道路粉煤灰高性能混凝土耐磨性試驗研究［J］.公路，2000（11）：49－52.

［4］ 鄭樹庭.水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因及防治措施［J］.內(nèi)蒙古公路與運輸，2012（130）.