影響水泥混凝土耐磨性的主要因素

　　一、抗壓強(qiáng)度與耐磨性　　混凝土的抗壓強(qiáng)度和磨損系數(shù)之間的關(guān)系，如圖1所示。

圖1　抗壓強(qiáng)度與磨損系數(shù)關(guān)系　　抗壓強(qiáng)度越高，磨損系數(shù)成指數(shù)關(guān)系降低。卵石混凝土相對(duì)于碎石混凝土向耐磨性大這一側(cè)移動(dòng)。　　這是因碎石表面粗糙，容易磨損，砂漿—碎石之間的粘結(jié)力強(qiáng)，抗壓強(qiáng)度大；而卵石，表面光滑不容易磨損，砂漿與骨料的粘結(jié)力小，抗壓強(qiáng)度低。所以卵石混凝土的曲線向耐磨性高的一側(cè)移動(dòng)。碎石的粘結(jié)力大，拔出來難，但容易被削平。綜合考慮，即使磨損系數(shù)稍大些，與卵石相比還是碎石更能適應(yīng)于高耐磨性的混凝土。無論是砂漿部分也好，粗骨料也好，要想得到均勻的磨損，其抗壓強(qiáng)度要在80～90MPa以上。

圖2　混凝土與砂漿的磨損系數(shù) 　　對(duì)于砂漿，由于碎石混凝土的曲線收斂，抗壓強(qiáng)度為130MPa以上的砂漿，其耐磨損性能比碎石混凝土大得多。圖2是濕式護(hù)坡砂漿與抗壓強(qiáng)度110～140MPa的混凝土的磨損試驗(yàn)比較。砂漿的強(qiáng)度為153MPa,比混凝土抗壓強(qiáng)度高20～30MPa。其磨損系數(shù)比混凝土低。但如進(jìn)一步提高砂漿的抗壓強(qiáng)度達(dá)175MPa時(shí)，這時(shí)砂漿具有更優(yōu)異的耐磨性。
　　二、骨料的最大粒徑和耐磨性　　由于骨料從混凝土中被拔出來，磨耗繼續(xù)進(jìn)行下去，進(jìn)入孔穴中的砂礫由于高速水流而轉(zhuǎn)動(dòng)，使混凝土受到洗挖，結(jié)構(gòu)物本身的安全性由于缺陷損傷而受影響。因此，粗骨料的最大粒徑的選擇是很重要的。　　當(dāng)單方混凝土的水泥用量及水膠比一定時(shí)，改變Dmax時(shí)，磨損系數(shù)如圖3所示。不管單方水泥量多少，Dmax為25mm時(shí)磨損系數(shù)最低。抗壓強(qiáng)度越低，砂漿部分容易削弱，單方水泥量少的混凝土更加明顯。

圖3　最大粒徑與磨損系數(shù)關(guān)系　　三、砂率和耐磨性　　砂率低時(shí)粗骨料占有的面積大，混凝土強(qiáng)度低時(shí)，其耐磨性能由粗骨料承擔(dān)，對(duì)耐磨是有利的。　　Dmax25mm的碎石和卵石的混凝土，坍落度一定，對(duì)某單方水泥用量的混凝土，改變其砂率時(shí)，S/a和磨損系數(shù)的關(guān)系如圖4所示。無底是卵石或碎石，水泥用量400kg/cm3以下，S/a越小磨損系數(shù)降低；水泥用量450kg/cm3以上時(shí)，S/a在30％左右，磨損系數(shù)達(dá)最小值。而且使用碎石混凝土?xí)r，單方混凝土中的水泥用量越多，更加明顯。

圖4　砂率與磨損系數(shù)關(guān)系