影响水泥混凝土耐磨性的主要因素

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　　一、抗压强度与耐磨性   　　混凝土的抗压强度和磨损系数之间的关系，如图1所示。  

 

图1　抗压强度与磨损系数关系 　　抗压强度越高，磨损系数成指数关系降低。卵石混凝土相对于碎石混凝土向耐磨性大这一侧移动。 　　这是因碎石表面粗糙，容易磨损，砂浆—碎石之间的粘结力强，抗压强度大；而卵石，表面光滑不容易磨损，砂浆与骨料的粘结力小，抗压强度低。所以卵石混凝土的曲线向耐磨性高的一侧移动。碎石的粘结力大，拔出来难，但容易被削平。综合考虑，即使磨损系数稍大些，与卵石相比还是碎石更能适应于高耐磨性的混凝土。无论是砂浆部分也好，粗骨料也好，要想得到均匀的磨损，其抗压强度要在80～90MPa以上。
 

 

图2　混凝土与砂浆的磨损系数 　　对于砂浆，由于碎石混凝土的曲线收敛，抗压强度为130MPa以上的砂浆，其耐磨损性能比碎石混凝土大得多。图2是湿式护坡砂浆与抗压强度110～140MPa的混凝土的磨损试验比较。砂浆的强度为153MPa,比混凝土抗压强度高20～30MPa。其磨损系数比混凝土低。但如进一步提高砂浆的抗压强度达175MPa时，这时砂浆具有更优异的耐磨性。
　　二、骨料的最大粒径和耐磨性 　　由于骨料从混凝土中被拔出来，磨耗继续进行下去，进入孔穴中的砂砾由于高速水流而转动，使混凝土受到洗挖，结构物本身的安全性由于缺陷损伤而受影响。因此，粗骨料的最大粒径的选择是很重要的。 　　当单方混凝土的水泥用量及水胶比一定时，改变Dmax时，磨损系数如图3所示。不管单方水泥量多少，Dmax为25mm时磨损系数最低。抗压强度越低，砂浆部分容易削弱，单方水泥量少的混凝土更加明显。  

 

图3　最大粒径与磨损系数关系 　　三、砂率和耐磨性 　　砂率低时粗骨料占有的面积大，混凝土强度低时，其耐磨性能由粗骨料承担，对耐磨是有利的。 　　Dmax25mm的碎石和卵石的混凝土，坍落度一定，对某单方水泥用量的混凝土，改变其砂率时，S/a和磨损系数的关系如图4所示。无底是卵石或碎石，水泥用量400kg/cm3以下，S/a越小磨损系数降低；水泥用量450kg/cm3以上时，S/a在30％左右，磨损系数达最小值。而且使用碎石混凝土时，单方混凝土中的水泥用量越多，更加明显。

 

图4　砂率与磨损系数关系

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