MPS改性聚合物路面混凝土的若干路用力學(xué)性能的研究

劉月君 吳向宇 郝利博

(1.河北建筑工程學(xué)院,河北 張家口 075000;2.張家口市第一建筑工程有限公司,河北 張家口 075000)

0 引 言

普通水泥混凝土是一種典型的脆性材料，抗彎抗折強(qiáng)度與抵抗變形能力低下，抗疲勞破壞能力較弱，當(dāng)外界環(huán)境劇烈變化容易受到侵蝕破壞，以至于公路路面中應(yīng)用受到限制，使用聚合物改性水泥混凝土(PCC)是改善普通混凝土路用性能的有效途徑之一.今天，美國(guó)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(guó)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(guó)研究聚合物改性水泥混凝土路面提供了有利的條件.本研究在理論設(shè)計(jì)與試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)合的基礎(chǔ)上，對(duì)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(jiǎn)稱MPS)，對(duì)現(xiàn)有普通路面混凝土進(jìn)行改善和提高.

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

依據(jù)《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE30-2005)及我國(guó)建筑行業(yè)對(duì)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(duì)該聚合物改性水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗沖擊韌性及耐磨性能進(jìn)行測(cè)試.

1.2 配合比表及坍落度

表1 試驗(yàn)配合比表及坍落度

考慮到現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土很少，大部分使用的商品混凝土.商品混凝土要滿足很小坍落度較為困難(一般小于120-140 mm)，其中有生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑等方面的原因決定了商品混凝土的坍落度不能太小.因此根據(jù)工程實(shí)際情況，一般選取140-150 mm，實(shí)際到場(chǎng)坍落度最好不宜大于170 mm.

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

1.3.1 抗壓強(qiáng)度測(cè)試

圖1 抗壓強(qiáng)度與養(yǎng)護(hù)齡期測(cè)試

1.3.2 抗折強(qiáng)度測(cè)試

圖2 養(yǎng)護(hù)齡期抗折測(cè)試

1.3.3 抗沖擊韌性測(cè)試

表2 抗沖擊韌性測(cè)試結(jié)果

1.3.4 耐磨性測(cè)試

表3 耐磨性能測(cè)試結(jié)果

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2.1 隨著聚合物摻入量的增加，混凝土坍落度有小幅度降低.為得到合適的坍落度的混凝土，摻入水的量會(huì)逐漸增加；隨著聚合物摻入量的增加，抗折強(qiáng)度會(huì)在初期有一定增長(zhǎng)，最大幅度為14.5%，但是隨養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)，60天后會(huì)減弱至零.故判定聚合物的摻入量對(duì)該聚合物改性混凝土的抗壓強(qiáng)度沒有增強(qiáng)作用.

2.2 數(shù)據(jù)顯示聚合物的摻入量對(duì)抗折強(qiáng)度有較大提高，P=10%的摻入量即可提高57%的抗折強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度3天強(qiáng)度及28天強(qiáng)度均滿足路用混凝土要求.從增長(zhǎng)率分析，P=7.5%與P=10%的增長(zhǎng)率較為接近，在兩數(shù)值之間必有最經(jīng)濟(jì)，效率最優(yōu)的比率待進(jìn)一步研究測(cè)試.

2.3 抗沖擊韌性性能測(cè)試顯示，隨著聚合物摻入量的增加，抗沖擊韌性性能會(huì)逐漸大幅度增加，當(dāng)P=7.5%時(shí)的綜合能力表現(xiàn)最優(yōu).2.4 耐磨性能測(cè)試結(jié)果顯示，隨著聚合物摻入量的增加，耐磨性能會(huì)逐漸增強(qiáng)，當(dāng)P=7.5%和10%時(shí)，會(huì)有310%以上的增強(qiáng)比率.

3 結(jié) 論

隨著聚合物摻入量的增加，聚合物改性混凝土的抗折強(qiáng)度、抗沖擊韌性及耐磨性能會(huì)逐漸增加，但試配時(shí)應(yīng)注意控制水灰比以滿足坍落度的要求.當(dāng)P=7.5%至10%之間，以甲基丙烯酸甲酯及適量酚醛樹脂粉末混入普通水泥路面混凝土中路用力學(xué)性能表現(xiàn)最優(yōu)，若從經(jīng)濟(jì)性則取P=7.5%時(shí)，聚合物改性水泥混凝土的路用性能最為合適.

參 考 文 獻(xiàn)

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