MPS聚合物改性水泥公路混凝土的若干耐久性能的研究

胡紹蘭 張青林 劉月君

(1.河北建筑工程學(xué)院,河北 張家口 075000;2.承德市統(tǒng)建建筑有限責(zé)任公司，河北 承德 067000)

0 引 言

作為在建筑工程中用量最大、用途最廣泛的建筑材料—混凝土，其耐久性能逐漸成為我們關(guān)心的最重要的指標(biāo)之一.混凝土的耐久性是指在正常維護的條件下，在設(shè)計使用的年限內(nèi)，在指定的工作環(huán)境中，不需要額外的費用進行維修加固處理而具有保證建筑物結(jié)構(gòu)滿足規(guī)定的功能要求，即長期保持強度和外觀完整性，以及保證使用性和安全性的能力.主要表現(xiàn)在抗?jié)B性、耐磨性、抗化學(xué)腐蝕性、中性化及與鋼筋腐蝕性等性能.同時作為常處惡劣環(huán)境條件的基礎(chǔ)設(shè)施公路工程等項目，因為混凝土的耐久性不足而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性能劣化，安全性能降低，返修率增大，使用性降低等等缺點，不僅僅需要投入大量的資金和人力進行維修，導(dǎo)致公路工程長期成本無限增加，嚴(yán)重時還會產(chǎn)生安全事故.

今天，美國100%的橋面混凝土以及相當(dāng)一部分路面混凝土均采用聚合物改性水泥混凝土，路用性能極大改善，耐久性能提高，返修率降低.我國聚合物改性混凝土發(fā)展較晚，但是隨著化工行業(yè)蓬勃發(fā)展，新材料，新工藝，新技術(shù)不斷創(chuàng)新，為我國研究聚合物改性水泥混凝土路面提供里有利的條件.本研究在理論設(shè)計與試驗室試驗結(jié)合的基礎(chǔ)上，對河北省北方地區(qū)路面工程應(yīng)用情況和改善研究情況作了細(xì)致分析及研究，應(yīng)用甲基丙烯酸甲酯(MMA)及適量酚醛樹脂粉末混入普通水泥路面混凝土中，試配(Methyl methacrylate polymer-soluble concrete,以下簡稱MPS)，對現(xiàn)有普通路面混凝土進行改善和提高.

1 試驗設(shè)計

1.1 試驗設(shè)計

依據(jù)《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》(JTGE30-2005)及我國建筑行業(yè)對聚合物改性混凝土的最新規(guī)范，以P=0%、2.5%、5%、7.5%和10%摻入普通水泥混凝土中并摻入適量發(fā)泡劑等外加劑，對該聚合物改性水泥混凝土的抗?jié)B性、耐化學(xué)腐蝕性、中性化性能、干縮性、濕縮性及抗凍融破壞性進行測試.

1.2 試驗材料

試驗選用材料為河北省張家口市張北縣產(chǎn)42.5#普通硅酸鹽水泥；級配細(xì)骨料為模數(shù)2.8河砂(含水率1.4%)；級配粗骨料為人工軋制花崗巖碎石，級配度良好；聚合物乳液選用甲基丙烯酸甲酯(MMA)及酚醛樹脂粉，級配2∶1；采用萘系減水劑；有機硅類消泡劑；自來水為拌合用水.

1.3 配合比設(shè)計

表1 試驗配合比表及坍落度

2 試驗結(jié)果

2.1 抗?jié)B透性試驗結(jié)果

28 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護后，100℃烘箱干燥2d后稱重，后浸入水中2 d后稱重，測量重量變化，結(jié)果見圖1.

圖1 MPS雙摻聚合物改性混凝土抗?jié)B透性測試

2.2 耐化學(xué)腐蝕性試驗結(jié)果

將各個配比的試樣放在5%HCL溶液，5%NaCL溶液、5%Na2SO4溶液和5%H2SO4的混合溶液中浸泡14 d、30 d、60 d、90 d、120 d后的抗壓強度.

圖2 MPS雙摻聚合物改性混凝土耐化學(xué)腐蝕性測試

2.3 中性化性能測試結(jié)果

圖3 MPS雙摻聚合物改性混凝土中性化測試

2.4 干縮性測試結(jié)果

表2 干縮性能測試(X10-6)

2.5 溫縮測試結(jié)果

表3 溫縮性能測試(X10-6)

2.6 抗凍融循環(huán)破壞測試(300次)

圖4 MPS雙摻聚合物改性混凝土康凍融循環(huán)破壞測試

3 測試結(jié)果分析

(1) 隨著聚合物比率逐漸增大，對混凝土孔隙率改善效果越好，混凝土自身密實度進一步增強.當(dāng)P=5%以上時，增強比率增長率變緩.

(2) 聚合物的摻入量對聚合物改性混凝土耐化學(xué)腐蝕性做到了5%～70&的改善，尤其是抵抗鹽酸溶液及鹽酸鹽溶液腐蝕的時候，增長率明顯好于抵抗硫酸溶液及硫酸鹽腐蝕溶液，當(dāng)P=7.5%～10%時，該結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以完全抵抗低濃度鹽溶液腐蝕.

(3) 隨著聚合物摻入量的增加，抗碳化的中性化性能逐步得到改善，最高可以得到350%以上的增長，但是當(dāng)P=7.5%以上時候，改善的增長率降低到最低.

(4) 干縮性能測試及溫縮性能測試顯示，聚合物的摻入比率對聚合物改性混凝土的干縮性能改善率可達18.2%，但是溫縮變化對于聚合物的摻入，并沒有明顯的提高.

(5) 聚合物的摻入量對于混凝土抗凍融破壞性能有極大的改善，當(dāng)P小于7.5%時，可以得到超過50%以上的強度損失負(fù)增長，當(dāng)P=10%，改善效果并不突出.

4 結(jié) 論

MPS雙摻聚合物改性公路混凝土，當(dāng)P=7.5%～10%的時候，可以最大提高聚合物改性公路混凝土的抗?jié)B性能470%，改善混凝土內(nèi)構(gòu)造的孔隙，增大混凝土密實性；隨著聚合物含量的增加，混凝土的耐化學(xué)腐蝕性得到極大改善，其中耐鹽酸鹽腐蝕性改善率為670%；聚合物的摻入量可以改善混凝土的干縮性能及耐凍融破壞性能，極大提高混凝土的耐久性.

參 考 文 獻

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