可融冰含盐陶粒混凝土分层度试验

侯子义，李虹橙,，郑少鹏，李思李，程志豪

(1.河北工业大学土木与交通学院，天津 300401；2.交通运输部公路科学研究院，北京 100088；3.云南省交通规划设计研究院有限公司，昆明 650041; 4.重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074)

含盐陶粒混凝土作为一种新型蓄盐路面材料[1-3]，所制备的含盐陶粒混凝土，在路面除冰雪方面有着良好的效果.但由于含盐陶粒经聚合物改性水泥净浆覆裹缓释处理后，其表观密度较盐分载体页岩陶粒的密度1 030 kg/m3有所提高，仍比水泥砂浆及骨料碎石的密度小，使得材料之间存在密度差异.而施工成型过程中为增强混凝土材料的流动性和密实性，常采用机械振捣的方法，在振动能量的作用下，含盐陶粒会出现上浮，导致混凝土中含盐陶粒分布不均，对混凝土的力学性能和除冰雪长效性均有不利影响.

参考轻集料混凝土中对陶粒上浮影响因素的研究[4]，可以将混凝土拌合物中陶粒颗粒的运动速度描述为

(1)

式中：ρ为陶粒颗粒的密度，kg/m3;ρc为水泥砂浆的密度，kg/m3;r为颗粒半径，cm;η为混凝土的黏滞系数，Pa·s；v为颗粒的运动速度，cm/s.

由于陶粒颗粒与水泥砂浆的密度差异，会有ρ-ρc<0，从而得到陶粒的运动速度为负值，其物理意义为陶粒的运动方向与重力作用的方向相反，即陶粒出现上浮.通过式(1)中参数可知，影响轻集料上浮的因素主要有集料的颗粒半径、混凝土的黏滞系数及材料的密度差异，但工业化生产的页岩陶粒粒径改变会使其强度降低.因此，振动条件下混凝土的黏滞系数及材料密度差异变化是影响含盐陶粒匀质性分布的关键，为了保证含盐陶粒混凝土材料具有良好的路用性能，采用分层度试验对含盐陶粒匀质分布的影响因素进行研究，从而揭示含盐陶粒在混凝土内部的分布规律，得到最佳的施工工艺，为含盐陶粒混凝土的工程应用提供有效理论支撑.

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

试验采用盾石牌P·O42.5级普通硅酸盐水泥，表观密度为3 150 kg/m3；唐山某电厂生产的Ⅱ级粉煤灰.细集料采用秦皇岛Ⅱ区天然中砂，细度模数为2.7，表观密度为2 621 kg/m3.粗集料为连续级配碎石，最大粒径为25 mm，表观密度为2 760 kg/m3.含盐陶粒采用页岩陶粒为盐分载体，表面由聚合物改性水泥净浆覆裹缓释处……