劉月君 吳向宇 郝利博

(1.河北建筑工程學院,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，抗彎抗折強度與抵抗變形能力低下，抗疲勞破壞能力較弱，當外界環(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100%的橋面混凝土以及相當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、新技術不斷創(chuàng)新，為我國研究聚合物改性水泥混凝土路面提供了有利的條件.本研究在理論設計與試驗室試驗結合的基礎上，對河北省北方地區(qū)路面工程應用情況和改善研究情況作了細致分析及研究，應用甲基丙烯酸甲酯(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 試驗設計及結果

1.1 試驗設計

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壓強度、抗折強度、抗沖擊韌性及耐磨性能進行測試.

1.2 配合比表及坍落度

表1 試驗配合比表及坍落度

考慮到現(xiàn)在現(xiàn)場攪拌混凝土很少，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)工程實際情況，一般選取140-150 mm，實際到場坍落度最好不宜大于170 mm.

1.3 試驗結果

1.3.1 抗壓強度測試

圖1 抗壓強度與養(yǎng)護齡期測試

1.3.2 抗折強度測試

圖2 養(yǎng)護齡期抗折測試

1.3.3 抗沖擊韌性測試

表2 抗沖擊韌性測試結果

1.3.4 耐磨性測試

表3 耐磨性能測試結果

2 試驗數(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，摻入水的量會逐漸增加；隨著聚合物摻入量的增加，抗折強度會在初期有一定增長，最大幅度為14.5%，但是隨養(yǎng)護齡期的增長，60天后會減弱至零.故判定聚合物的摻入量對該聚合物改性混凝土的抗壓強度沒有增強作用.

2.2 數(shù)據(jù)顯示聚合物的摻入量對抗折強度有較大提高，P=10%的摻入量即可提高57%的抗折強度，抗折強度3天強度及28天強度均滿足路用混凝土要求.從增長率分析，P=7.5%與P=10%的增長率較為接近，在兩數(shù)值之間必有最經(jīng)濟，效率最優(yōu)的比率待進一步研究測試.

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

3 結 論

隨著聚合物摻入量的增加，聚合物改性混凝土的抗折強度、抗沖擊韌性及耐磨性能會逐漸增加，但試配時應注意控制水灰比以滿足坍落度的要求.當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性能表現(xiàn)最優(yōu)，若從經(jīng)濟性則取P=7.5%時，聚合物改性水泥混凝土的路用性能最為合適.

參 考 文 獻

[1]買淑芳.混凝土聚合物復合材料及其應用[M].北京：科學技術文獻出版社，1996

[2]楊小利.王鈞.聚合物混凝土的應用及發(fā)展[M].玻璃鋼/復合材料，1999.6:47～48

[3]世云.袁華.聚合物在混凝土中的應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003

[4]輝等.聚合物對混凝土抗壓強度的影響[J].河南科學，2004,22(6)：809～811

[5]Davidovits.J.988eopolym[1]Mahler,W.1980.Process for preparing morphous particulate oly(aluminosolicate).US patent 4213950

[6]Liang，Naixing.Untersuchungen uber mit Elastomeren modifierte Zemente[R]．Dissertation，TUClausthal，1991

[7]Ohama，Y.Principle of Latex Modification and some Typical Properities of Latex Modi—fled Mortarsand Concretes[J].ACI Materials Journal，Nov.-Dec.1987：511～518

[8]anickam Muthukumar and Doraisamy Mohan.Studies on Furan Polymer Concrete[J].Journal of Polymer Research，2005，(12)：231～241

[9]肖力光，李海軍，焦長軍，徐炳范.新型環(huán)氧樹脂乳液改性水泥砂漿性能的研究[J].<混凝土>，2006：205(11)：4648