降低碾压混凝土弹性模量的方法

（一）骨料

在影响碾压混凝土弹性模量的粗骨料的各种特性中，孔隙率是最重要的。这是由于骨料的孔隙率决定其刚度，而刚度对骨料约束水泥石应变的能力起控制作用。密实骨料具有很高的弹性模量。一般来说，混凝土拌和物中骨料弹性模量越大、含量越高，混凝土的弹性模量越高。而且在中低强度混凝土中，混凝土的强度并不受骨料孔隙率的影响，这也表明了各种变量对强度和弹性模量的影响是不同的。对比不同弹性模量骨料对混凝土弹性模量的影响。分别采用沙牌和三峡两产地的骨料，其性质见表3-1。采用相同的配合比、不同的骨料，配制出来的混凝土的性能见表3-2。从表3 1、表3-2可以看出：不同骨料、相同配合比配制出碾压混凝土的强度基本相当，但弹性模量相差较大。利用沙牌骨料配制的碾压混凝土弹性模量远小于三峡骨料配制碾压混凝土的弹性模量。这验证了选择低弹性模量骨料能达到降低混凝土弹性模量的目的。

表3-1　骨料特性

表3-2　碾压混凝土的性能

U．J．康脱模型表明降低粗骨料的体积率能够降低混凝土的弹性模量。因此，在设计要求和经济条件允许的条件下，可以相应地降低混凝土中粗骨料的含量。

骨料的其他特性也能够影响碾压混凝土的弹性模量。例如，最大粒径、几何形状、颗粒级配和所含矿物成分能影响过渡区微裂缝的发展，并由此对应力—应变曲线的形状产生影响，引起混凝土弹性模量的变化。

（二）水泥石

水泥石的弹性模量取决于它的孔隙率，而控制其孔隙率的因素包括水灰比、含气量、矿物外加剂和水泥水化程度等。有报告表明，对孔隙率不同的水化硅酸盐水泥石，其弹性模量的变化范围在0．7×104～2．8×104MPa之间，而这些数值与轻骨料的弹性模量相当。这说明水泥石是降低碾压混凝土弹性模量的促进因素。

根据U．J．康脱模型，混凝土的弹性模量Ec随着颗粒相体积率VG的增大而增大。当颗粒相体积率VG增大时，基体相的体积率Vm必然减小。因此，提高水泥石的体积率能达到降低混凝土的弹性模量的目的。(www.xing528.com)

（三）引气剂

引气剂是一种阴离子表面活性剂，由憎水基团和亲水基团组成。在混凝土拌和物中掺入引气剂，引气剂分子吸附在各相界面，在水—气界面上憎水基团被推向空气一面，这样就显著降低水的表面张力，使拌和物在拌和过程中形成大量微细气泡，同时引气剂分子的定向吸附层相互排斥，这些气泡在发生碰撞时不易形成大气泡。

大量的微细气泡将提高水泥石的孔隙率，降低刚度，在混凝土受压时，能产生较大的变形，增大混凝土的变形能力，从而降低混凝土的弹性模量。

（四）各种纤维

大量资料表明：由于钢纤维和碳纤维的弹性模量高于混凝土，在混凝土中掺入钢纤维和碳纤维将提高混凝土弹性模量；由于聚丙烯纤维的弹性模量较混凝土低，在混凝土中掺入聚丙烯纤维将降低混凝土的弹性模量。

（五）掺合料

为了降低碾压混凝土的弹性模量，可以掺入掺合料（如粉煤灰、磷矿渣等）。固定配合比，通过调整粉煤灰掺量研究其对碾压混凝土弹性模量的影响，90d的试验结果见表3-3。

表3-3　粉煤灰掺量对碾压混凝土的力学性能的影响（90d）

从表3-3可以看出：随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的强度有所降低，但弹性模量降低的幅度更大。这说明粉煤灰等掺合料能有效降低碾压混凝土弹性模量。