道路砼复合外加剂及其作用机理研究（二）

3.复合外加剂改善混凝土性能的机理分析
从以上试验结果可以看出，掺加复合外加剂可以提高混凝土的抗压强度、抗折强度和耐磨性。下面分别分析。
(1)对强度的影响分析众所周知，提高混凝土强度的主要方法是降低混凝土的水灰比，提高水泥浆体与骨料的界面粘结强度，降低水泥浆体的孔隙率，改善孔结构。在普通混凝土中，虽然水泥石只占其总体积的四分之一左右，但水泥石对混凝土性能的影响是主要的。因此，在研究混凝土性能时，必须研究水泥浆体本身的性能与其内部组织结构的关系。水泥浆体的微观结构往往对混凝土的许多物理力学性能有重要影响。
可以考虑在混凝土中加入复合外加剂后。由于减水剂的吸附和分散，在水泥颗粒表面形成单层或多分子吸附膜，可降低水泥早期水化速度。这种延迟作用有助于水化产物生长得更充分、更完全，水化产物相互交叉得更紧密，从而减少内部气孔。其次，复合外加剂中的活性矿物由于减水剂的分散作用，在水泥浆体中均匀分散，可以填充孔隙和凝胶孔隙，从而降低混凝土的空空隙率，又由于它能与水泥水化物ca(OH)反应生成C-S-H凝胶，水泥浆体中的凝胶量增加，而它与ca(OH)的反应使溶液减少。从混凝土的显微硬度曲线中还可以发现，掺有复合外加剂的混凝土不仅提高了浆液与骨料界面过渡层的强度。
(2)对混凝土耐磨性的影响分析。混凝土的耐磨性是混凝土的耐久性之一。根据其受力特点，道路混凝土主要有磨粒磨损和疲劳磨损。复合外加剂可以减少混凝土的气孔、微裂缝等一次缺陷，减少引起疲劳磨损的应力源。同时，复合外加剂可以提高混凝土浆体界面的粘结强度，使混凝土表面的骨料不易脱落，也提高了其抵抗磨料磨损的能力。当然，混凝土的抗磨能力与材料组成、水灰比、受力状况等诸多因素有关。
(3)对混凝土早期抗裂性的影响。由于道路混凝土施工条件复杂，混凝土摊铺面积大，受外界环境条件影响较大。所以在凝结硬化过程中，容易形成干燥和温度裂缝。在使用过程中，由于车辆的反复荷载，这些早期裂缝必然会引起疲劳开裂。同时影响混凝土的长期性能，如抗冻性、耐磨性等。因此，如何减少道路混凝土的早期裂缝已成为道路混凝土性能研究的重要课题。众所周知。在混凝土中掺入一定量的膨胀剂可以制备膨胀混凝土。在钢筋混凝土中，由于混凝土的膨胀，在钢筋上产生拉应力，使混凝土受压，即在混凝土中建立了一定的化学预应力。这种预应力可以抵消一部分混凝土收缩引起的拉应力，从而提高其抗裂性。在素混凝土中，膨胀剂的膨胀作用可以补偿部分混凝土的收缩，从而减少开裂。复合外加剂可以提高混凝土的早期抗裂性。主要有以下原因:
①膨胀剂水化后产生的膨胀产物补偿了混凝土的部分收缩。
②复合外加剂中的活性矿物可以提高混凝土的早期抗拉强度，从而减少其早期收缩裂缝。
③复合外加剂中的减水剂可以降低混凝土的水灰比，从而降低其干燥收缩
4。结论
以上试验研究和结果分析表明，道路混凝土复合掺合料能提高混凝土的强度、耐磨性和抗收缩性，其主要机理如下:
(1)由于高效减水剂具有吸附和分散作用，所以能保持不变
(2)水泥水化后，硅灰能填充水泥浆体中的微孔，并能与水泥的水化产物Ca(OH)反应生成C-S-H凝胶，从而提高混凝土的强度。
(3)随着混凝土强度的提高，混凝土的耐磨性也随之提高。
(4)复合外加剂的微膨胀效应可以补偿混凝土的收缩，从而增强混凝土的抗裂性。