徐辉 颜庆

河海大学 江苏 南京 211106

前言

水泥混凝土路面是现代公路建设中一种重要的路面结构形式，混凝土路面主要受弯荷载的作用，这就决定了抗折强度作为衡量道路混凝土力学性能指标的重要性。提高道路混凝土的抗折强度不仅可延伸路面板的使用期限，还可获得可观的经济效益。因此对于高承载、高寿命的现代化道路来说，研究水灰比及火山灰活性矿物掺和料对高性能混凝土抗折性能的影响具有重要意义。

1 实验方案

（1）原材料。本文采用哈尔滨水泥厂生产的P·O42.5普通硅酸盐水泥；选择级配良好的中砂，细度模数2.8；粗骨料选用质地坚硬、表面粗糙的辉绿岩碎石，d=5mm～20mm，连续级配；粉煤灰为哈尔滨三电厂生产的I级粉煤灰；减水剂选用Might-100型高效减水剂，引气剂采用上海麦斯特公司生产的MICROAIR202混凝土引气剂；搅拌用水为哈尔滨市饮用的自来水。

（2）混凝土配合比

表1 混凝土配合比

（3）试验方案。主要研究水灰比、粉煤灰对高性能混凝土抗折性能的影响。水灰比包括0.3、0.4和0.5；粉煤灰掺量为10%、20%和30%。抗压强度试验采用100×100×100mm的立方体试件，抗折强度试验采用100×100×400mm长方体试件。按表1配合比在实验室条件下，将混凝土搅拌、成型后1d脱模，在标准养护室中养护到试验龄期进行抗压、抗折。实验方法参照规范GBJ81—85和GBJ82—85。

2 试验结果及讨论

图1 水灰比对抗折强度的影响

如图1所示，无论龄期是28d还是56d高性能混凝土的抗折强度随水灰比的增大而减小，当水灰比为0.5时混凝土的抗折强度已经低于JTGD40-2002规定的最小值4.0MPa。当水灰比从0.3增大到0.4，56d龄期混凝土的抗折强度降低了大约27%，28d龄期混凝土的抗折强度降低了大约30%，从0.3增大到0.5，56d龄期混凝土的抗折强度降低了大约40%，28d龄期混凝土的抗折强度降低了大约45%，从上述数据可以看出水灰比对道路混凝土的抗折强度的影响非常大。这是因为这是因为硬化的水泥石为凝胶—孔隙结构，随着水灰比的增加，混凝土中自有水的含量增加，胶空比逐渐降低，孔隙率增加[1]，密实度降低了，而且水灰比越大越不利于孔隙的自行封闭[2-3]。同时随着水灰比的增大，混凝土种单位体积用水量增加，在骨料的下方容易形成水囊，在骨料的周围也容易形成水膜，界面过渡区不密实，在抗折的过程中容易出现微裂纹，骨料的破坏形式多为拔出破坏。

图2 粉煤灰掺量对混凝土抗折强度的影响

从图2可以看出，和基准混凝土相比掺加粉煤灰的高性能混凝土的抗折强度有所降低，并且随掺量的增加混凝土抗折强度降低的较大。当掺量为10%、20%和30%时，28d龄期混凝土的抗折强度分别降低6%、22% 和28%，56d龄期混凝土的抗折强度分别降低2%、20% 和21%。

3 结束语

从上述试验结果可以得出以下结论：

（1）水灰比对道路混凝土抗折性能的影响较大，随水灰比的增加混凝土的抗折强度大大降低，因此对于道路混凝土来讲必须严格控制水灰比。

（2）和基准混凝土相比，分别掺加粉煤灰和磨细矿渣的高性能混凝土28d及56d的抗折强度随着掺量的增加而减小。