徐海銘 ，梁旭之 ，陳 偉

（1.四川高速公路建設(shè)開發(fā)集團(tuán)有限公司，四川成都 610000；2.貴州省遵義市公路局，貴州遵義 563000；3.云南大永高速公路建設(shè)指揮部，云南大理 671000）

0 引言

近年來(lái)，交通運(yùn)輸行業(yè)的重載、大流量成為常態(tài)，導(dǎo)致路面過(guò)早產(chǎn)生破壞，這對(duì)混凝土路面抗折強(qiáng)度提出了更高要求，因此如何提高混凝土抗折強(qiáng)度成為亟需解決的問(wèn)題?；炷量拐蹚?qiáng)度主要取決于水泥砂漿和粗集料兩相結(jié)合的界面過(guò)渡區(qū)[1]，因?yàn)樵谒缙谠搮^(qū)域的水泥浮漿水灰比較大，密實(shí)度較小，裂縫往往沿著界面過(guò)渡區(qū)發(fā)展。除原材料、配合比、施工工藝等影響外，外加劑對(duì)于混凝土的抗折強(qiáng)度影響也很大[2]，因此深入總結(jié)外加劑對(duì)于混凝土抗折強(qiáng)度的影響具有重要意義。

1 常用外加劑對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度影響

1.1 減水劑對(duì)于混凝土抗折強(qiáng)度的影響

減水劑通過(guò)破壞水泥漿體的絮凝結(jié)構(gòu)，大幅降低拌和所需用水，從而降低混凝土水灰比，增加其抗折強(qiáng)度。周云[3]對(duì)比了不同摻量下木鈣類、萘系類和聚羧酸減水劑對(duì)于混凝土抗折強(qiáng)度的影響規(guī)律，結(jié)果表明，僅從抗折強(qiáng)度大小變化而言，三種減水劑增強(qiáng)作用按順序依次為：木鈣類、萘系類和聚羧酸減水劑，但是考慮混凝土的工作性之后，聚羧酸減水劑的效果最好，泌水狀況也得到改善。Jhatial[4]細(xì)致探討三種減水劑（BASF Rheobuild 850、561、858）不同摻量下對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明減水劑對(duì)混凝土的抗折強(qiáng)度起著有利作用。劉斯鳳[5]測(cè)試了不同種類減水劑過(guò)摻后C30 混凝土28d 的抗折強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)萘系減水劑過(guò)摻會(huì)導(dǎo)致混凝土試塊28d 抗折強(qiáng)度降低約16.2%，這可能是由于萘系減水劑中含有硫酸鈉，在后期可能產(chǎn)生結(jié)晶析出影響混凝土強(qiáng)度。

1.2 早強(qiáng)劑對(duì)于混凝土抗折強(qiáng)度的影響

早強(qiáng)劑一般分為無(wú)機(jī)鹽類、有機(jī)鹽類與復(fù)合型三種，旨在加速水泥水化進(jìn)程，提高混凝土的早期強(qiáng)度而不對(duì)混凝土的后期強(qiáng)度產(chǎn)生過(guò)大影響，滿足工程實(shí)際需要。馬建斌[6]通過(guò)抗折強(qiáng)度試驗(yàn)確定了甲酸鈣和乙酸鈣對(duì)水泥砂漿的早期抗折強(qiáng)度影響，結(jié)果表明兩種外加劑最佳摻量分別為1%和0.5%，超過(guò)這個(gè)摻量其抗折強(qiáng)度反而會(huì)下降。葉東忠[7]探討了3 種不同早強(qiáng)劑對(duì)水泥膠砂的早強(qiáng)效果，發(fā)現(xiàn)其增強(qiáng)效果從大到小依次為：硫酸鈉、氯化鈣、三乙醇胺，水泥膠砂試樣的3d 抗壓強(qiáng)度在摻3%硫酸鈉時(shí)最高，比空白組提高了35%。他還利用掃描電鏡觀察了水泥膠砂水化1d 的微觀結(jié)構(gòu)圖，發(fā)現(xiàn)摻加早強(qiáng)劑的水泥砂漿硬化后結(jié)構(gòu)致密，提高了水泥膠砂的早期強(qiáng)度。復(fù)合型早強(qiáng)劑可以揚(yáng)長(zhǎng)避短，是未來(lái)早強(qiáng)劑發(fā)展的方向。羅麒[8]通過(guò)SEM、TG 和XRD 等手段研究了復(fù)合早強(qiáng)劑對(duì)封孔水泥3d 抗折強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明加入復(fù)合早強(qiáng)劑后，3d 齡期的水泥凈漿均出現(xiàn)大量棒狀鈣礬石晶體，提高了水泥凈漿的強(qiáng)度。目前，雖然很多復(fù)合型早強(qiáng)劑都有不錯(cuò)的效果，但仍要注意避免傳統(tǒng)早強(qiáng)劑各自不利的一面對(duì)混凝土性能產(chǎn)生影響。

1.3 緩凝劑對(duì)于混凝土抗折強(qiáng)度的影響

緩凝劑是一種常見的水泥添加劑，其作用為延長(zhǎng)水泥凝結(jié)時(shí)間、降低早期水化熱，從而提高施工效率，且不會(huì)對(duì)混凝土的長(zhǎng)期性能產(chǎn)生不利影響。Zha L[9]研究了糖類緩凝劑對(duì)C3S 和OPC水化的影響，結(jié)果表明糖類緩凝劑抑制了第二階段水化，加速了第三階段水化，因此混凝土強(qiáng)度前期會(huì)降低，但是后期強(qiáng)度幾乎不受影響，這是因?yàn)榫從齽┑拇嬖谑顾嗨浞?、水化產(chǎn)物分布更均勻。段永輝[11]通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察了摻適量緩凝劑的混凝土前中期力學(xué)性能，摻加0.7%檸檬酸緩凝劑的早期抗折強(qiáng)度比未摻的要低66.0%，但是當(dāng)齡期達(dá)到3d 時(shí)，摻加緩凝劑的混凝土抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速，反超了空白對(duì)照組，且28d 后的抗折強(qiáng)度保持高于未摻緩凝劑的混凝土。但是，過(guò)量的緩凝劑則會(huì)導(dǎo)致水泥得不到充分水化，這樣混凝土的抗折強(qiáng)度不僅前期會(huì)降低，中后期也會(huì)受到影響。段永輝[11]在實(shí)驗(yàn)中觀察到混凝土的抗折強(qiáng)度隨著緩凝劑的摻量增大呈現(xiàn)先增大后減小的狀態(tài)，因此提出碳纖維緩凝劑摻量應(yīng)在0.2%以下，棉纖維緩凝劑摻量應(yīng)在0.05%以下。

1.4 引氣劑對(duì)于混凝土抗折強(qiáng)度的影響

引氣劑能在混凝土拌和過(guò)程中引入大量均勻、密閉、穩(wěn)定的氣泡，提高混凝土的勻質(zhì)性，從而改善混凝土拌合物的性能。關(guān)于引氣劑對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的影響，相關(guān)研究結(jié)果出現(xiàn)兩種結(jié)論[12]：①隨著含氣量的增大，混凝土抗折強(qiáng)度會(huì)呈下降趨勢(shì)；②抗折強(qiáng)度隨含氣量的變化有先增大、后減小的過(guò)程，即含氣量在3%～5%的時(shí)候抗折強(qiáng)度最高。這可能與混凝土的水灰比與強(qiáng)度有關(guān)，水灰比較低、抗折強(qiáng)度較高時(shí)，增大含氣量對(duì)界面過(guò)渡區(qū)功能改善不明顯，反而可能使水泥漿體有效斷面減小，強(qiáng)度降低。

即使混凝土抗折強(qiáng)度會(huì)隨著含氣量的升高先增大后減小，但相比于素混凝土是提高的。這是因?yàn)樵诤瑲饬繛?%～5%時(shí)，氣泡的存在使水泥漿總體積增大，離析和泌水減少，混凝土均勻性提高，從而提高混凝土抗折強(qiáng)度。

1.5 抗折劑對(duì)于混凝土抗折強(qiáng)度的影響

抗折劑是一種溶解度較低的化學(xué)物質(zhì)，能與水泥和水共同作用，生成許多纖維狀的物質(zhì)，在微觀上改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高水泥石的抗彎拉強(qiáng)度和水泥石與骨料的界面粘接強(qiáng)度。黃利頻[13]研究了3 種抗折劑對(duì)混凝土的抗折強(qiáng)度影響，結(jié)果表明，抗折劑是一種集減水、早強(qiáng)、提高韌性等多功能為一體的新型復(fù)合外加劑，其不僅對(duì)28d 抗折強(qiáng)度提高顯著，最高可達(dá)8.68MPa，還能降低水泥用量，使早期開裂趨勢(shì)大大降低；而對(duì)早期抗折強(qiáng)度作用明顯的抗折劑能使7d 抗折強(qiáng)度就符合設(shè)計(jì)要求，縮短養(yǎng)護(hù)周期，能夠盡早開放交通。黎霞[14]對(duì)抗折劑摻量對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度影響規(guī)律進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著抗折劑摻量的增加，混凝土的抗折強(qiáng)度出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，并且摻入抗折劑的混凝土強(qiáng)度都高于不摻抗折劑的混凝土。還觀察了摻加抗折劑混凝土的試件破壞特征，分析可知，普通混凝土破壞時(shí)，裂縫呈直線發(fā)展；而摻加抗折劑混凝土的裂縫為呈斜線發(fā)展，且主裂縫周圍出現(xiàn)許多細(xì)微的小裂縫，這說(shuō)明抗折劑不僅改變了混凝土內(nèi)部的受力環(huán)境，而且使混凝土的破壞成為混凝土材料整體的內(nèi)部破壞，提高了混凝土的抗折強(qiáng)度。

2 總結(jié)與展望

縱觀國(guó)內(nèi)外幾種常見外加劑對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度的影響綜述可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的研究成果主要包括：

（1）減水劑、早強(qiáng)劑與引氣劑對(duì)于混凝土的早期抗折強(qiáng)度是有利的，但是對(duì)于中長(zhǎng)期抗折強(qiáng)度則要視具體外加劑種類而定；適量緩凝劑的加入會(huì)混凝土早期抗折強(qiáng)度降低，但是28d 左右混凝土抗折強(qiáng)度便會(huì)趕上甚至超越空白對(duì)照組。

（2）對(duì)于水灰比較大，強(qiáng)度較低的混凝土，其抗折強(qiáng)度隨引氣劑的加入出現(xiàn)先增后減的情況；而水灰比較低、混凝土強(qiáng)度較高的時(shí)候，引氣劑的加入可能對(duì)改善混凝土抗折強(qiáng)度不明顯。

（3）一般而言，減水劑的過(guò)摻對(duì)混凝土長(zhǎng)期抗折強(qiáng)度影響不大，但是萘系減水劑過(guò)摻會(huì)使混凝土抗折強(qiáng)度降低。緩凝劑過(guò)摻則會(huì)導(dǎo)致水泥水化不充分，混凝土抗折強(qiáng)度降低。

（4）混凝土外加劑開發(fā)及應(yīng)用是朝著更加新型、復(fù)合、高效的方向發(fā)展，例如早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑或雙組分復(fù)合型超緩凝劑等，這樣可以利用某一種外加劑或外摻材料的優(yōu)點(diǎn)補(bǔ)足另一種外加劑的短板，實(shí)踐證明有著良好的成效。