《道路砼复合外加剂及其作用机理研究》

道路砼复合外加剂是提升道路混凝土性能的关键要素。它是由多种化学物质复合而成。从作用机理看，首先在减水方面，外加剂中的减水组分能有效降低混凝土拌合用水量，提高砼的流动性，便于施工操作且减少泌水现象。在早强方面，一些成分可加速水泥水化进程，促使混凝土早期强度快速增长，缩短道路施工工期。同时，它能改善砼的耐久性，外加剂中的成分可填充砼内部孔隙，增强砼的密实性，抵抗外界环境如化学侵蚀、冻融循环等对道路砼的破坏，提高道路的使用寿命。

    作者：刘晓波 孟建芝 吴慧敏

    摘要：本文通过正交试验，研制出一种复合外加剂，井通过x一射线衍射分析、浆一集界面过渡层显微硬度试验厦砂浆耐磨性试验分析了复合外加剂的作用机理。
    关键词：混凝土、硅灰、减水剂、耐磨性、抗裂性
    1、我国水泥砼路面的发展趋势
    随着我国交通业的发展，水泥砼路面由于承载能力太、使用寿命长、养护费用少等优点因而在高等级公路中应用较多；然而，随着砼路面的广泛使用，路面砼的性能亦出现了许多问题，主要表现在以下几个方面：
    （1）砼强度较低，断板率比效高。
    （2）砼塑性收缩及温度变形相对来说较大。当砼收缩产生的拉应力大于其抗拉强度时就出现裂缝，而且不易修补，影响路面砼的质量。
    （3）路面耐磨性差，在使用几年之后就出现较大磨损抗滑能力下降，影响行车速度及行车安全。
    为了解决上述问题，70年代末期我国首先对钢纤维砼的物理力学性能进行研究80年代初期，我国又开始了振动碾压砼的研究，并铺筑了试验路段。但是这几种砼由于造价较高，或施工机械化程度较高、配套性较强，难以大面积推广，仍处于试验阶段。
    随着外加剂在我国的应用和推广，采用外加剂和掺和料的方法来改善道路砼的性能，因其工艺过程简单、施工方便且造价低廉易为大多数施工单位所接受。本文在大量砼性能试验的基础上分析复合外加剂对砼各种性能的影响。
    2、掺复合外加剂砼性能试验设计
    为了提高道路砼的强度、耐磨性及抗裂性，复台外加剂采用三种组分，即膨胀剂、高效减水剂、活性掺活料（硅灰）。通过正交试验选出三种组分的最佳比例组成复合外加剂，再以不同掺量的砼来测定砼的抗压强度、抗折强度、耐磨性等性能；此外，为了从微观上了解复台外加剂对混凝土性能的影响，我们还对掺外加剂混凝土进行了混凝土浆一集界面显微硬度试验，水泥浆体射线衍射分析试验。
    3、复合外加剂提高砼性能机理分析
    从上面的试验结果可知，掺复合外加剂能提高混凝土的抗压强度、抗折强度、耐磨系数。下面分别对其进行分析。
    （1）对强度的影响分析 众所周知，提高砼强度的主要方法是降低砼的水灰比、提高水泥浆和集料的界面粘接强度、降低水泥石的孔隙率、改善孔结构。在普通砼中，虽然水泥石只占其总体积的四分之一左右，但是水泥石对砼性能的影响却是主要的。因此在研究砼性能时必须研究水泥石本身的性能和其内部组织结构的关系，水泥石的微观结构往往对砼的许多物理力学性能有着重要的影响。
    可认为，在砼中掺人复合外加剂后。由于减水剂的吸附分散作用，在水泥颗粒表面形成一层单分子或多分子吸附膜，能使水泥早期的水化速度有所降低，这种延缓作用有助于水化产物生长的更加充分完整，水化产物互相搭错交互莲生的更为紧密，进而使内部孔隙率减少；其次，复合外加剂中的活性矿物也由于减水剂的分散作用而被均匀的分散在水泥浆体中，它能填充在毛细孔和凝胶孔中，使砼的空隙率降低，又由于它能和水泥的水化物ca（OH） 反应生成C—S—H凝胶体，使水泥石中凝胶体的数量增多，同时它和ca（OH）的反应降低了溶液中的碱度，使水泥水化更为充分、水泥的有效利用率提高。从砼显微硬度曲线中也可以发现，掺复合外加剂的砼不仅浆一集界面过渡层的强度提高。
    （2）对砼耐磨性的影响分析。砼的耐磨性是砼的耐久性能之一，在道路砼中，根据其受力特点，主要有磨粒磨损和疲劳磨损两种形式。由于复合外加剂能降低砼的孔隙率、微裂缝等原生缺陷，减少了引起疲劳磨损的应力引发源， 同时， 由于复合外加剂能提高砼浆一集界面的粘结强度，使砼表面的骨料不易脱落，也能提高其抗磨粒磨损的能力 当然砼的抗磨损能力与材料组成、水灰比和受力条件等多方面的因素有关。

原文网址：http://www.pipcn.com/research/200808/12052.htm