水泥路面侵蚀破坏机理

水泥路面侵蚀破坏机理

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水泥路面侵蚀破坏机理

水麦,

被广泛应用在公路工程当中.然而.随时间推移,人们发现

混凝土材料并不象预期那样耐久.越来越多的水泥混凝土路

面发生破坏并不是由于强度不够.而是因其薄板特征,承受

动载作用以及使用中要经历比其他土建结构物更为复杂,严

酷的自然环境的影响,由此造成耐久性不足而发生破坏.因此,对混凝土的耐久性能提出了严格要求.

影响混凝土耐久性的因素较多,环境温度,冻融循环,

干湿循环,碳化,有害介质等都能引起混凝土材料过早劣

化.造成耐久性问题.我国地域辽阔.地质条件复杂.由水

介质对水泥侵蚀引起的混凝土耐久性问题分布较广危害较大.因此.对水泥混凝土的侵蚀进行深入研究势在必行.

侵蚀分类

水介质与水泥石的相互作用会发生一系列的化学,物理

及物理化学变化.这种作用有时会使水泥石遭受破坏.水介

质对水泥的侵蚀作用可以分为三类.见表1

侵蚀机理

溶出性侵蚀

不含或仅含少量重碳酸盐的水称为软水.当水泥石长

效率比旋耕犁高3～4倍.

碾压

要求碾压前作石灰灰剂量和含水

量检查,即粉碎拌合初平后测定石灰剂

量.目的是对灰剂量离散性太大的部位

再适当掺灰.并测定最大干密度保证路

基压实度.冬季或雨季碾压前的含水量

要控制在最佳含水量的+1～-1之间.夏

季和久晴无雨,空气湿度较低季节.碾

压前含水量控制在最佳含水量的+3～一1

之间.

初平后先用光轮压路机稳压然后

必须用平地机整平.再用大吨位的压路机

碾压.目的是保证平整度和压实度.

对施工机械的要求

从施工流程中可以看出.除路基

正常施工使用的挖掘机,装载机,推土

机,汽车,压路机外,平地机,稳定土

拌和机大吨位的振动压路机应作为此

文/张亮

期与软水相接触时.水化产物将按其稳定存在所必需的平衡氢氧化钙浓度的大小.依次逐渐溶解或分解.从而造成水泥

石的破坏这就是溶出性侵蚀.水泥石的溶出侵蚀其基本特

征是暂时硬度小的水使水泥石的组成溶解并浸析带走而造成水泥石结构破坏.我们知道.水泥硬化后的主要产物是氢氧

化钙,硅酸钙水化物和铝酸钙水化物,而其中氢氧化钙的溶

解度最大.因此氢氧化钙最易被暂时硬度小的水所浸析.

当水泥石处于大量水存在并流出的条件下水由于扩散作用而渗入混凝土土内部.在各种水化产物中,氢氧化钙首先溶出.每升水中的氢氧化钙含量可达1_3g,这样不仅增加了水

泥石的孔隙率.使水更容易渗入,而且由于氢氧化钙浓度降

低还会使水化产物依次发生分解.如高碱性的水化硅酸

钙,水化铝酸钙等分解成为低碱性的水化产物,并最终变成

硅酸凝胶,氢氧化铝等无胶凝能力的物质.在静水及无压力

水的情况下,由于周围的软水易为溶出的氢氧化钙所饱和使溶出作用停止,所以对水泥石的影响不大;但在流水及压力水的作用下,水化产物的溶出将会不断地进行下去.水泥石结构的破坏将由表及里地不断进行下去.当水泥石与硬水接触时.水泥石中的氢氧化钙与重碳酸盐发生反应生成的几乎不溶于水的碳酸钙积聚在水泥石的孔隙内.形成致密的保护层,可阻止水化产物的溶出.在硬化的水泥石中,氢氧

化钙晶体是保证其高强度的主要结构部分,由于石灰被浸析项施工的必要机械.

没有稳定土拌和机,土块不能粉

碎到要求的粒径.石灰粉煤灰也不能均

匀分布;没有平地机,路基表面平整度

得不到保证.每层土的厚度不均匀压

实度也不可能均匀.不利于路面面层平

整度的控制:而大吨位的振动压路机.

单位压力大.其压实深度比相同吨位的

光面碾要大一倍.压实土层的密实度上

下较均匀,层问相互连接紧密.对高塑

指土的碾压效果较好.

掺灰处理与稳定土基层的

区别

路堤进行掺二灰处理是一种为填料

碾压达到要求压实度并改良土壤的施工措

施.它与稳定土路面结构是有区别的.因

此对掺灰后混合料的含灰量及饱水无侧限

抗压强度没有严格要求(设计有剂量要求

的.应按规定剂量配灰,但抗压强度没有

要求)只要能将土块粉碎,拌和均匀,

含水量适中,压实度均匀合格即可,并允

许减少掺灰量.改善土中若有未消解的小

块杂质可不必过筛.

结束语

从施工情况,工程质量和经济效

益方面看,利用软土路基土采用加石灰

粉煤灰工艺后.存在以下优点:施工过

程中.土体易于粉碎.含水量较最佳含

水量接近.塑性指数大幅降低,利于碾

压密实,施工受天气情况影响小.能大

大的加快施工进度:路基质量较好,工

后沉降均匀:比挖除换填施工成本大幅

降低.因此.在某些大范围的高塑指软

土地区修建路基.可推广采用石灰粉煤

灰对过湿软土进行处理.葺

作者单位:石家庄市公路桥梁建设集团

的同时.引起了水泥水化物分解.使混凝土结构产生了空

隙从而引起强度下降.

离子交换侵蚀

溶解于水中的酸类和盐类可以与水泥石中的氢氧化钙起置换反应.生成易溶性盐或无胶结力的物质.使水泥石的结构破坏,最常见的离子交换侵蚀有碳酸,盐酸及镁盐的侵蚀.

碳酸侵蚀

雨水,泉水,中常含有一些游离的CO.这种水分对

水泥石的侵蚀作用称为碳酸侵蚀.首先水泥石中的氢氧化钙与溶有CO:的水反应生成不溶于水的碳酸钙接着碳酸钙又再与碳酸水反应生成易于水的碳酸氢钙.当含量超过一定量时,将使水泥石结构破坏,其反应历程如下:

Ca(D2+C2+日2O=CaC3+2D

CacoCoH2O=Ca(Hco2