混凝土耐久性的控制以及聚羟酸的运用

王明江

(中铁二局股份有限公司第四工程有限公司，四川成都610300)

水泥混凝土路面具有稳定性好、耐久性强、抗滑性好、后期养护维修费用低以及绿化环保程度高等优点而被广泛应用，是我国公路路面重要的结构形式。但是通过最近几年的养护发现，混凝土路面的耐久性并不十分理想，而耐久性不良严重制约着混凝土路面的发展。下面主要探讨混凝土耐久性的控制以及聚羟酸的应用。

1 影响混凝土耐久性的因素

混凝土常见的破坏因素主要有:钢筋锈蚀、冻融循环作用、淡水溶蚀、碳酸盐化作用、盐类侵蚀、酸碱腐蚀以及磨损、冲击等机械作用。如何有效控制混凝土的破坏因素是解决混凝土耐久性的重要措施。混凝土制备的技术以及影响因素很多，并且各种高性能减水剂以及矿物细掺料作为混凝土基础材料，进一步增加了混凝土耐久性影响因素的复杂性。

1.1 原材料对混凝土耐久性的影响

原材料是影响混凝土耐久性的最基本最重要的因素，合理选择混凝土原材料是提高混凝土耐久性的关键。水泥材料的选择主要是根据工程的特点以及性质进行选择，根据工程所处的环境以及施工条件进行确定［1］。粗集料材料的选择对混凝土强度以及耐久性具有很大的影响，集料在混凝土中占据的比例比较大，混凝土的强度与水泥石和集料的粘接界和粗集料的强度具有很大的关系，如果集料的强度不足，混凝土可能因为集料的破坏而导致混凝土的破坏，因此集料的选择对混凝土的耐久性具有很大的影响。

1.2 配合比对混凝土耐久性的影响

在配合比方面，水泥混凝土的水灰比、水泥用量和砂率等配合比不良都会对混凝土的耐久性造成影响，比如水灰配合比不能过大也不能过小，过大或者过小都会对混凝土的耐久性造成影响［2］。

2 混凝土耐久性的控制

2.1 水灰配合比的控制

如果水灰配合比过大，则会对混凝土的拌合物保水性和粘聚性不良;当水灰比超过一定的极限时，混凝土拌合将会产生严重的离析、泌水的现象，从而导致混凝土的耐久性以及强度下降;如果水灰比较小，则造成水泥不能完全水化，未水化的水泥残留在混凝土中产生滞后水化的现象，造成混凝土的耐久性不高。因此在混凝土施工的过程中一定要严格控制水灰配合比，从而加强混凝土的强度，提高混凝土的耐久性。

2.2 水泥用量的控制

水泥是混凝土配制的主要材料，水泥用量在配制混凝土的过程中既不能大于规定以及规范的最大用量，当然也不能小于规定以及规范的最小用量。控制水泥的最大用量主要是为了防止水泥过量而导致其水化热过大或者引起收缩过大而造成混凝土出现裂缝的现象。

表1为《公路水泥混凝土路面施工技术规范》规定的满足混凝土耐久性的最小水泥用量和最大水泥用量［3］。

2.3 砂率的控制

砂率是指细集料的质量占集料的总质量的百分率。水泥砂浆主要由水泥和细集料组成，它在混凝土拌合物中具有润滑的作用，并且它还可以降低粗集料颗粒之间的摩擦阻力，从而对混凝土拌合物的流动性具有非常好的效果。砂率过大或者过小都会影响混凝土拌合物的流动性较小，造成密实度下降，从而导致混凝土的耐久性下降［4］。

混凝土砂率的控制主要与粗集料种类的取值和砂的细度模数有关，如表2。

2.4 外加剂的掺用

外加剂在使用的过程中首先应该综合考虑外加剂与水泥的相容性以及不通过的种类之间的匹配性，外加剂的掺量应该根据相对的试验进行控制，否者会对混凝土带来副作用，从而造成混凝土的耐久性不高。

3 聚羟酸高性能减水剂对混凝土耐久性的影响

聚羟酸减水剂具有非常高的减水率、保坍性以及不泌水、低引气等优点，对混凝土技术的发展具有重要的作用。下面主要分析聚羟酸高性能减水剂对混凝土性能的影响。

表1 混凝土满足耐久性要求的最小水泥用量和最大水灰比

表2 砂的细度模数与最优砂率之间的关系

3.1 聚羟酸的应用对水泥净浆的影响

在混凝土配制的过程中，如果聚羟酸减水剂掺量比较低时，水泥净浆的流动度就会很小，从而导致净浆的流动度的保持性非常差。因此在进行配置混凝土的过程中添加适量的聚羟酸减水剂能够显著提高水泥净浆的流动性。聚羟酸减水剂的减水效果主要取决于水泥颗粒的分散稳定性和分散性，而分散性主要取决于吸附表面的立体效应以及电斥力。

3.2 聚羟酸减水剂对混凝土抗压强度的影响

在混凝土配制的过程中掺入0.3%的聚羟酸减水剂对混凝土的抗压强度有明显的提高。这主要是因为聚羟酸减水剂的加入能够使水泥混凝土胶体向结晶体进行转变的过程延缓，能够生成完整并且体积较大的晶体，晶体之间的网络结构以及搭接性有很大提高，从而可以增加混凝土的密实度以及强度。采用掺入0.3%的聚羟酸减水剂的混凝土与空白混凝土试件进行比较，掺入0.3%的聚羟酸减水剂28d混凝土试件的抗压强度可以提高22.3%［5］。

3.3 聚羟酸减水剂对混凝土拌合物坍落度的影响

通过进行配合比进行试验设计，在混凝土配制中掺入聚羟酸减水剂，随着掺入量的增加，混凝土坍落度就会逐渐减少，当掺入量达到0.2%时，通过进行测试发现几乎没有坍落的现象发生。因此在混凝土中掺入适量的聚羟酸减水剂对混凝土拌合物的坍落度有很大的影响，可以很大程度上减少坍落现象。

3.4 聚羟酸减水剂对混凝土拌合物泌水率的影响

通过进行试验发现，如果在配制混凝土的过程中添加适量的ASP，混凝土拌合物泌水率会超过没有掺入减水剂时的泌水率，并且泌水率会随着减水剂的掺入量的增加而增加，这样就会造成混凝土分层、离析的现象。通过掺入聚羟酸减水剂后，混凝提拌合物的泌水率随着减水剂的掺入量的增加而增大，但是比没有掺入聚羟酸减水剂的泌水率小得多，能够显著降低混凝土拌合物的泌水率。由此可见在混凝土中掺入适量的聚羟酸减水剂要比未掺入减水剂的混凝土的性能好［6］。

通过进行分析发现，在配制混凝土的过程中添加适量的聚羟酸减水剂能够很大程度提高混凝土的抗压强度、减低泌水性，并且聚羟酸减水剂适量的掺入在提高强度的基础上也提高了混凝土的密实度以及稳定性，对施工性能具有很大的提高，并且也极大程度提高超长期的耐久性。

4 总结

通过进行试验发现在混凝土配置的过程中掺入适量的高性能聚羟酸减水剂，使混凝土具有良好的粘聚性、均匀性、填充性以及保塑性和流动性，使混凝土的体积稳定性以及力学性能和耐久性都有很大的提高，由此可见高性能聚羟酸减水剂是配制混凝土的重要的减水剂，是提高混凝土性能的必不可少的成分。

［1］李崇智，冯乃谦，王栋民.新型聚羧酸系减水剂的制备、表征及其作用机理［J］.硅酸盐学报，2005(1):87－92

［2］李潇頔，毛哲.水泥混凝土路面耐久性技术［J］.黑龙江科技信息;2009(26):266

［3］黄雪红，郑木霞，林埔，等.聚羧酸共聚物侧链结构对水泥水化及硬化过程的影响［J］.分子科学学报，2007，23(2):123－128

［4］夏振文.水泥混凝土路面配合比组成与耐久性研究［D］.长安大学，2009

［5］苏力军，刘昆鹏，闰国婷.等.高效减水剂作用机理及研究进展［J］.河北化工，2005(6):1－4

［6］廖国胜，王劲松，马保国.等.新型聚羧酸类化学减水剂合成的几个关键问题的探讨［J］.国外建材科技，2004(C2):48－50