多孔集料用作混合料骨料的探索与研究

多孔集料用作混合料骨料的探索与研究
本文主要讲述了多孔集料用做沥青混合料骨料及配制混凝土时的优缺点以及对路面工程质量的影响，仅供大家参考。

【关键词】多孔集料，作用及优缺点，路面质量，影响
随着高速公路和城市化建设进程步伐的不断加快，建筑行业的突飞猛进的发展，对建筑用碎石的需求量日益增加，然而由于岩石、卵石地理资源分布不均，因此导致了部分地区的人工碎石、卵石的短缺，本着就地取材、因地制宜的原则，多孔集料（既吸水率大的集料）也得到了越来越普遍的应用。

比如四川省的大部分地区的一级公路及等外公路都使用了吸水率大的多孔集料。

正如我们正在建设的乐山至宜宾的高速公路路面工程结构中的基层和中、下面层都使用多孔集料。

经过大量的试验证明，多孔集料既有提倡的优点又存在着缺点。

下面结合本人在施工中所体会到的微薄经验介绍一下多孔孔集料用作沥青混合料的骨料不同于致密集料的特点，供同行们有选择性的参考。

多孔集料的优点
施工中，通过我们多次试验的对比与分析，总的来说，用多孔集料用作骨料大致有以下几个优点：
（1）利用吸水率大的集料作为沥青混合料的骨料生产出的沥青混合料高温稳定性较好。

由于多孔集料表面粗糙，集料间的摩阻力大，因而用多孔集料作为沥青混合料的骨料生产出的沥青混合料，在配合比正确的前提下，其高温稳定性优于致密集料生产的沥青混合料。

就AC-20C的试验结果如下表：
（2）路面的抗滑性能比较好
众所周知，沥青路面的抗滑性能，既取决于路面表层集料颗粒之间的宏观纹理，又取决于集料颗粒本身的微观纹理，吸水率大的集料表面的微观纹理非常丰富，构成了粗糙表面，故利用多孔集料特别是玄武岩石料铺筑的沥青混合料路面，其抗滑性能肯定比致密的集料铺筑的沥青混合料路面为好。

（3）车辆行驶时噪音小
由于各种车辆的性能不同，车辆在路面上行驶时产生不同程度的噪音，如果使用多孔集料铺筑路面，由于集料表面孔隙多，在车辆行驶在路面时所产生的噪音，一部分能通过孔隙传送到路面结构中去，降低了噪音。

（4）另外用它配制的水泥混凝土强度高，降低了成本
利用吸水率大的集料配制的水泥混凝土，其抗压、抗折强度高于一般用吸水率小的集料配制的水泥混凝土。

因为水泥混凝土的强度的形成主要是靠水泥浆和集料表面的粘结力。

原因是吸水率大的集料，吸水后起到内部蓄水的作用，保证了水泥混凝土后期所需要的水分有利于水泥混凝土强度的形成。

再者，由于吸水率大的集料不但表面粗糙，而且因水泥浆能够进入集料的表面的孔中，硬化后像无数个双向链子，把集料颗粒连接起来，共同承受外力，因而水泥混凝土表现出较高的强度。

因此，集料表面越粗糙，配制的水泥混凝土的强度也就越高，同时降低了工程成本。

（5）多孔集料对水泥混凝土抗压强度的作用。

抗压强度是水泥混凝土力学性能的主要指标。

根据强度试验数据统计，掺致密集料系列配合比的水泥混凝土的7天、28天前期抗压强度均比用多孔集料配制的水泥混凝土的抗压强度要高0.5Mpa-2.5Mpa之间，而90天、180天的后期抗压强度均低1.5Mpa-3.5Mpa之间，，原因是多孔集料的吸水率比致密集料的吸水率大，起到内部蓄水的作用。

由于多孔集料内部蓄水的缓慢释放，保证了水泥混凝土后期水化过程中所需的水分有利于水泥混凝土强度的形成，所以用多孔集料配制的水泥混凝土后期强度增长很快。

由试验表明：采用多孔集料配制的水泥混凝土的前期抗压强度虽然略低于用致密集料配制的水泥混凝土的前期抗压强度，但是它的后期抗压强度发展趋势优于用致密集料配制的水泥混凝土的后期抗压强度发展趋势，同时在综合性能及成本等方面也明显优于致密集料。

多孔集料的缺点
以上虽然列举了吸水率大的多孔集料用作混合料骨料时的有利方面，但其缺点同样也比较鲜明。

缺点：
（1）集料的吸水率大，沥青混合料试件的空隙率大。

因表面有很多孔隙，故集料的吸水率就大。

集料室内试验表明，集料吸水率都在2%左右，比我们以前在其它地方用过的集料吸水率都高出0.5%左右。

集料的吸水率大，将给沥青混合料的配合以及设计、生产和使用带来一列问题。

例如：在进行沥青混合料配合比设计时，要求用设计的配合比所拌制的沥青混合料在规定压实功下应具有规定的空隙率，此空隙率一般是通过压实试件的实测密度和沥青混合料的理论密度（空隙率为零的密度）计算得来的。

而在确定理论密度时，却未考虑沥青被集料吸收的问题，因此用它计算得来的空隙率与压实混合料实有的空隙率相差很大，一般大1%-1.5%，这次配合比试验就能充分显示出来，在最佳油石比4.5%的状态下室内空隙率在5%左右，而路面空隙3.8%左右。

（2）集料孔隙中水的存在，不利于工程质量。

集料孔隙中的水，在烘干加热时不可能完全驱尽，留下的水分不但影响沥青混合料的耐久性，而且在施工时还因水的存在加大了沥青混合料的流动性，从而难以压实，如果过多的增加压实遍数，则细集料要上浮，而且越压越流动，使路面平整度越来越差。

（3）随着时间的推移，沥青膜容易被水剥离掉。

吸水率大的集料经加热（生产时一般加热温度为170度-180度），孔隙中的水将由液态变为气态，因为体积膨胀，大部分水汽将从孔隙中排出，少量水汽仍将留在孔隙深处，而且孔隙开口附近的孔隙被烘干，将加热的沥青（生产时一般加热温度为160度-170度）倒入已加热的集料后，由于热沥青表面张力很小，与干燥的集料浸湿性能特好，故热沥青很容易地进入集料的孔隙中去，但一般不会充满，即整个孔隙通道内部一段为水汽，外部一段为沥青。

随着沥青混合料温度逐渐降低，残存在孔隙深处的水汽将逐渐由气态转变为液态，而且体积减小。

由于体积减小，而堵在孔隙浅处的沥青又阻碍大气进入，于是在孔隙内部产生了一个负压，在这种压力作用下，已进入孔隙内部的沥青不但不会外流，相反还会向内部流动。

随着沥青混合料温度的继续下降，沥青逐渐变稠，最后凝固，将孔隙堵死。

由此看来，由吸水率大的集料生产的沥青混合料，集料中的沥青一般不会轻易流出，残存在孔隙内部的水也不易出来，由于水对石料的润湿能力大于沥青对石料的润湿能力。

因此，表面涂有沥青的石料在水的长期浸泡下，石料表面的沥青膜容易被水剥离下来。

结束语
由此可见，利用多孔集料用作混合料骨料既有利又有弊，我们要针对实际情况有条件的使用，扬长避短，让其充分发挥它的优点，采取有效的措施来弥补它的缺点，尽大可能地利用它的路用性能。