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混凝土抗折剂在路面施工中的可行性分析

来源：作者：时间：2008-03-11 点击：
1 概述
        近年来在福建省国省干线公路中占有极其重要地位的水泥混凝土路面出现了许多不同程度的病害，病害主要原因是断裂类和竖向位移类，其中比较突出的是水泥混凝土破碎板，这些病害已严重影响到行车的舒适性和安全性，威胁到公路的安全畅通。
        “十一五”期间福建省将加大公路重要网络建设力度，推进国省干线公路水泥砼路面改造。目前福建省国省干线公路水泥砼路面建设与改造，基本上是在现有的公路上实施，一方面要确保水泥砼路面的施工质量，另一方面又要确保行车安全畅通，这就需要在水泥砼拌和料中添加外加剂，使其能提高混凝土的早期强度，提前开放交通，同时对混凝土的后期强度不影响，或有所提高，为此，本文对混凝土抗折剂在公路水泥混凝土路面工程中的应用可行性进行分析探索。
        2 特性与机理
        2.1 抗折剂特性
        混凝土抗折剂是针对有抗弯拉（抗折）强度要求的混凝土而研制和生产的新型外加剂，由同济大学材料学院研制，采用提高折压比组分（络合物）、减水组分、保水组分、早强或缓凝组分等多种材料复合研制而成，主要应用于混凝土结构或构件，如路面混凝土、桥面混凝土和预制铁路轨枕等，其主要特性是能显著提高混凝土早期和后期的抗折强度，改善脆性，节约水泥，减少养护费用，降低成本，提前通车，延长水泥砼路面的使用寿命。
        2.2 作用机理
        混凝土抗折剂是一种溶解度较低的化学物质，能与水泥和混凝土共同作用，生成许多纤维状结晶体（普通水泥混凝土生成物多为六方晶体板状物），在微观上改善混凝土的内部结构，提高水泥石与集料界面的粘结强度，从而提高水泥混凝土的抗弯拉强度，改善混凝土的脆性，提高混凝土的韧性。可通过差热分析法、X射线衍射法、高倍电镜观测等方法对作用机理进行分析，下面以高倍电镜观测法对高性能混凝土抗折剂作用机理进行分析。
        高倍电镜观测用以分析掺入抗折剂后，水泥石水化生成物形状不同。在高倍电镜下观测3天和28天水泥石在纳米数量级上内部结构，非常直观地看到加入不同型号的抗折剂，水泥石水化生成物形状各不相同。
        不掺抗折剂的基准混凝土水泥石内部结构较疏松，主要生成了较多的六方晶体板状物质。抗折剂混凝土的水泥石内部六方晶体板状物明显减少，而是生成了许多的长纤维状物质，这些物质在水泥浆体中排布，相当于在混凝土中配制了一定量的微细纤维，它们互相粘连胶结在一起，好象在水泥石内部纳米数量级上进行大量“配筋”，使水泥石内部结构较紧密，韧性提高，整体性好，当混凝土构件有外界弯拉应力作用时，基准混凝土内部六方晶体板状物多且界面光滑，加上结构疏松，抵抗拉应力的能力弱，构件就容易被折断，混凝土的抗折强度就低；掺抗折剂混凝土则不一样，板状物少而纤维状物质多，又粘结在一起，结构较致密，共同抵抗外界弯拉应力作用的能力强，构件不容易被折断，混凝土的抗折强度就高。
        3 可行性分析
        3.1 技术性
        对抗折剂的技术性能分析采取“纵横向”比较的方式，通过一系列室内试验数据进行对比分析。“纵向”就是有无添加抗折剂的性能比较，“横向”就是添加不同外加剂的性能比较。
        3.1.1 “纵向”比较
        （1）抗折剂可以提高水泥混凝土路面的抗弯拉强度（抗折强度），技术上可行。以往在水泥砼路面中添加早强剂、减水剂等，可以显著提高水泥的早期强度，但后期强度基本没有增长，甚至还有下降的情况。通过本课题研究的室内实验分析，抗折剂既可以提高早期强度，后期强度还有较大幅度的提高。以XH-1型抗折剂为例（掺量2%），一般情况下28d水泥砼路面抗弯拉强度（抗折强度）可提高15%~20%

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