聚合物水泥混凝土性能試驗(yàn)研究

聚合物水泥混凝土性能試驗(yàn)研究

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，市政和建筑業(yè)區(qū)的混凝土用量越來越大。由于使用不足和各種災(zāi)害的影響，該行業(yè)的混凝土使用量正在增加。針對水泥混凝土路面破損類型,選擇合適的材料,配制路面破損快速修補(bǔ)材料,使其粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到或超過混凝土的抗折強(qiáng)度。為了達(dá)到這一要求,我們配制了聚合物混凝土,并進(jìn)行物理力學(xué)性能試驗(yàn)研究。1新型聚酯水泥砂漿聚合物混凝土是用不飽和聚酯樹脂配制成的新型聚酯水泥砂漿,它綜合了聚酯、水泥的優(yōu)點(diǎn),具有早期強(qiáng)度高、脆度系數(shù)低、有良好耐酸堿性、配制簡單等特點(diǎn)。1.1試劑及加量劑樹脂:307通用型不飽和聚酯樹脂(UP聚脂);稀釋劑:苯乙烯;固化劑:自制;促進(jìn)劑:自制;水泥:525號硅酸鹽水泥;砂子:各種級配的石英砂;調(diào)凝劑。1.2pcr微觀結(jié)構(gòu)各種材料的物理力學(xué)性能測定均用有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,微觀結(jié)構(gòu)借助于X-射線(XRD),電子顯微鏡(SEM),差熱分析(DTA)等手段進(jìn)行。2結(jié)果與討論2.1聚合物水泥砂漿的正交試驗(yàn)為了獲得聚合物混凝土合理的配合比以達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求和施工性能,采用LP(34)正交試驗(yàn)(表1),以4h抗壓強(qiáng)度和4h抗折強(qiáng)度作為考核指標(biāo)。聚合物水泥砂漿的正交分析見表2。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,B因素和C因素,即水泥用量和固化劑用量對聚合物水泥砂漿影響最大,而砂的影響最小。由K值的大小得出可能最好的配比A1B2C2D3。2.2影響聚合物混凝土強(qiáng)度的影響因素在確定聚合物水泥混凝土基本配合比后,我們具體研究用水量,用砂量和水泥用量對聚合物混凝土強(qiáng)度的影響。為了減少影響因素,固定聚脂用量為1.0,固化劑和促進(jìn)劑用量分別為聚脂量的4%和2%。(1)所需水用量對聚合物混凝土強(qiáng)度的影響用水量對聚合物混凝土強(qiáng)度影響如圖1所示。由圖中試驗(yàn)結(jié)果可知,隨著用水量的增加,聚合物混凝土強(qiáng)度隨之降低。當(dāng)用水量為零時,水泥純粹作為填料,雖然制作的試件強(qiáng)度很高,但聚合物混凝土粘度很大,成型困難。(2)聚合物混凝土強(qiáng)度用砂量對聚合物混凝土強(qiáng)度影響如圖2所示。隨著用砂量的增加,聚合物混凝土強(qiáng)度呈下降趨勢,但下降幅度不大。從經(jīng)濟(jì)角度考慮,選用較大用砂量是有利的。(3)固化劑用量的影響聚合物混凝土強(qiáng)度隨水泥用量變化曲線見圖3。由試驗(yàn)結(jié)果可知,隨著水泥用量增加,聚合物水泥混凝土強(qiáng)度增大,但成型時難度增加,因而有一個適當(dāng)?shù)乃嘤昧?當(dāng)未加水泥時,則由于聚脂中水未能被水泥水化所消耗,故聚合物混凝土試件的強(qiáng)度非常低。聚合物混凝土的固化時間應(yīng)視氣溫及固化時間要求來調(diào)節(jié)固化劑及促進(jìn)劑用量。一般在夏季高溫期間可不用促進(jìn)劑。在冬季低溫期間有必要加入調(diào)凝劑及稀釋劑以進(jìn)一步調(diào)節(jié)聚合物混凝土的流動度和可操作時間。(4)聚合物混凝土砂漿聚合物混凝土粘結(jié)強(qiáng)度見表3。表4為聚合物混凝土耐酸堿性能及吸水率。由表中結(jié)果可知,聚合物混凝土砂漿粘結(jié)強(qiáng)度優(yōu)于其它類型樹脂混凝土砂漿。特別是其1d的抗折粘結(jié)強(qiáng)度尤其如此。其次聚合物混凝土的脆度系數(shù)比普通混凝土低一倍以上,并隨齡期而降低,因此,這種混凝土抗沖擊能力強(qiáng)。這也是其突出的優(yōu)點(diǎn)。此外,聚合物混凝土砂漿的吸水率很低,這是由于聚合物混凝土結(jié)構(gòu)致密的緣故,同時該混凝土具有較理想的抗化學(xué)侵蝕能力。3聚合物混凝土材料打浦路隧道建于20世紀(jì)70年代,使用至今已有20年,日交通量最高達(dá)15000輛。交通車輛絕大部分為大型載重車,由于沉井接口處對混凝土抗沖擊性能和抗折強(qiáng)度要求較高,普通混凝土不能滿足這一要求,造成該處混凝土路面破損嚴(yán)重,影響車輛和行駛安全。為此,打浦路隧道管理所利用夜間(20:00-6:00)時間對破損的混凝土路面應(yīng)用聚合物混凝土進(jìn)行搶修。新筑聚合物混凝土要確保4h養(yǎng)生后開放交通。經(jīng)過4年多通車實(shí)踐,該路段混凝土路面完好,路面平整,無裂縫和碎裂現(xiàn)象。4混凝土混凝土應(yīng)用中出現(xiàn)的一些問題(1)聚合物混凝土具有早期強(qiáng)度高,耐久性佳等優(yōu)點(diǎn),特別是其28d抗折強(qiáng)度可達(dá)20MPa。且后期強(qiáng)度無倒縮現(xiàn)象。(2)由于設(shè)計(jì)、施工、使用過程中存在某些不足,特別是大交通量迅速增加,使水泥混凝土路面使用一段時間后難免會