道路混凝土温度应力对其开裂敏感性的影响.pdf

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1、广东建材2013年第1期材料研究与应用道路混凝土温度应力对其开裂敏感性的影响徐俊杰钟炳强(广州市永兴混凝土有限公司)摘要：分别将低热水泥及普通硅酸盐水泥用相同的配合比，配制成抗折强度等级为F4．5的道路混凝土，然后利用清华大学研制的混凝土温度应力试验机在相同的试验条件下分别对这三种混凝土进行温度应力试验，通过试验数据探讨了水泥的品种对道路混凝土开裂敏感性和抗开裂性的影响。结果表明低热水泥用于道路混凝土的配制有利于降低混凝土路面的开裂风险，提高其抗开裂性能。关键词：低热水泥；温度应力：开裂敏感性随着国民经济的高速发展，交通日益繁重，水泥混凝土路面的

2、开裂特别是早期开裂以及路面的断板现象越来越严重，成为路面结构劣化的重要原因，大大降低了混凝土路面的使用耐久性。造成路面开裂和断板的原因非常多，从水泥混凝土路面材料自身来讲，温度应力是主要因素之一。目前道路混凝土的抗折强度等级越来越高，配制混凝土时水泥用量越来越多，虽然路面不厚，但大量水泥水化放热仍会造成混凝土内部的温度变化，当混凝土温度接近室温时，混凝土内部存在残留的温度应力。这些应力直接增加了混凝土的开裂敏感性。混凝土路面在温度应力以及车辆的荷载双重作用下便很容易出现开裂；甚至在没有荷载的情况下，当混凝土的抗拉强度小于其内部的温度应力时，混凝土

3、也会开裂。因此，如何提高道路混凝土的抗开裂性能已经成为许多国家混凝土研究领域的重点。低热水泥是国家“九五”重点攻关项目的最新科研成果，B矿含量很高，有较低的水化热，预示着低热水泥混凝土具有较低的温度应力。本文从混凝土的温度、应力、变形以及弹性模量等不同方面系统地研究了低热硅酸盐水泥道路混凝土的抗开裂性能，并将其同通用硅酸盐水泥道路混凝土的开裂敏感性进行了对比。1试验材料与方法1．1试验材料(1)将四川嘉华水泥厂生产的低热硅酸盐水泥熟料在实验室磨制成低热水泥，广东省内两个大型干法窑水泥厂生产的P·042．5R水泥，编号分别为C1．C：、C。，三种水

4、泥的物理性能和熟料的化学成分和矿物组成见表1与表2。(2)细集料为天然河砂，细度模数2．8，II区级配，粗集料为花岗岩碎石，5～40mm连续级配，压碎指标10％，针片状含量5．8％。(3)外加剂为柯杰牌早强型萘系高效减水剂，固含量30％。1．2混凝土配合比表1水泥的物理性能水泥细度(80uin标准稠度凝结时司(rain)比表面积抗压强度MPa抗折强度MPa3d水化热7天水化热方孔筛筛余)用水量品种初凝终凝m2／Kg3d28d3d28dKJ／Kg／％C12．O24．81301754lO12．345．43．17．3209232C21．824．8125

5、17538729．853．36．O8．2264293C32．224．413018039229．049．85．57．6267303表2熟料的化学成分和矿物组成水泥品种LossSi02A1203Fe203CaOMgOS03C3SC2SC4C4AFC1O．7925．304．3l5．2961．121．3l0．3423．7249．623．3716．01C20．6721．095．125．1464．51．221．1254．3620．177．7715．54C30．9620．765．253．0l63．052．111．0756．4419．899．039．1l一19—

6、材料研究与应用广东建材2013年第1期将C。、C。、c。三种水泥配制成坍落度为20～40mm，抗折强度等级为F4．5的道路混凝土，分别记为1#、2#、3#，其配合比及部分物理性能见表3：坍落度28天强度(MPa)编号水泥卜3石瓜米石砂水减水剂(IⅡm)抗折抗压1#3509213076881476．3020～404．643．22#35092l3076881475．6020～404．846．13#3509213076881475．9520～404．645．O1．3试验方法1．3．1试验仪器本试验采用清华大学研制的混凝土温度应力试验机[TSTM][11

7、进行混凝土温度应力的研究。搅拌好的混凝土直接浇注到温度应力试验机内长为1000mm，截面为lOOmmXlOOmm的试模中，测量混凝土在接近100％的约束条件下由水化热引起的混凝土内部温度以及应力的变化。1．3．2试验条件本试验是在封闭半绝热的养护条件下进行，混凝土试件的四周用聚丙烯泡沫进行保温，养护室温度为24±2℃。当试件恢复至室温并稳定后，进行人工降温，使试件断裂，试验结束。为了得到准确的对比数据，本试验中三个被测试件都是被养护到强度基本相同时才被降温拉断。2试验结果与讨论2．1试验结果表4沮度应力的试验数据～嘉—＼＼竺l#2#3#最大温升／

8、'c3．45．4温升时间／h10．615．212．1最大温升时的弹性模量／MPa19．321．723．3室温应力／肝a—O．421—0．