摘 要:针对水泥混凝土道面使用的普通混凝土综合耐久性问题十分普遍,为找到提高水泥混凝土综合耐久性的方法,采用适宜的高效减水剂降低水胶比并在保证流动性的同时提高粘聚性和保水性,对掺加适量的活性掺合料和聚丙烯纤维的混凝土进行研究。试验结果表明,掺加适量的活性掺合料和聚丙烯纤维与减水剂协同作用,能全面提高混凝土的路用性能,尤其是综合耐久性。
　　关键词:聚丙烯纤维;高性能混凝土;综合耐久性。
　　
　　道面混凝土直接暴露于大气环境中,在环境因素和荷载的长期共同作用下,其表面功能性构造特征逐步丧失和内部结构损伤不断加剧使之使用性能不断下降,且无法通过简单维修来恢复。因此,相应提高道面混凝土综合耐久性就显得由为重要。
　　提高混凝土的综合性耐久性是一个复杂的综合问题,它涉及到混凝土的结构、材料及施工等因素。本文主要从材料角度出发,讨论通过掺加聚丙烯纤维来提高混凝土的综合耐久性。试验将掺减水剂和聚丙烯纤维以单掺和双掺的形式掺入掺有一定粉煤灰的普通混凝土中,通过对试验结果的分析,选择能显著提高混凝土综合耐久性的材料,应用于机场道面和公路路面工程。
　　
　　1、技术路线
　　
　　利用超塑化剂和活性掺合料改善基质混凝土的性能。掺用超塑化剂的目的是在保证施工密实成型所要求的流动性同时,降低水灰比,着力提高新拌混凝土混合料分散体系的稳定性,以获得均匀密实的混凝土。应特别注重提高混凝土的均匀性,它包括混凝土内各组分的均匀一致和减小泌水。因为,研究证明,它对提高混凝土抗折强度、抗疲劳性能和面层耐磨性能有重要意义。掺用活性掺合料(粉煤灰),技术上可改善混凝土界面结构,有利于抗折强度和抗疲劳性能提高,经济上可节约水泥,降低成本。
　　掺加适量的聚丙烯纤维。聚丙烯纤维的作用有三方面,首先是作为非结构性补强材料,减少收缩,提高混凝土抗裂能力,减少直至避免表面发裂或龟裂。其次是减少泌水、离析改善混凝土结构均匀性,全面提高耐磨、抗冻、抗渗、抗冲击、抗疲劳等综合耐久性。第三是改善混凝土应力分布,提高抗拉强度,降低弹性模量,增强韧性,改善混凝土后期变形性能。
　　
　　2、试验设计
　　
　　2.1试验用原材料
　　水泥:P.O42.5;砂:中砂,细度模数2.83;石子:(5~20)mm和(20~40)mm两级配,比例为40:60;粉煤灰:Ⅰ级灰,技术参数见表1;减水剂:萘系高效减水剂;聚丙烯纤维:技术参数见表2。
　　
　　表1:粉煤灰主要技术参数
　　2.2试验配合比
　　变化水胶比(掺或不掺减水剂)和纤维掺量,安排六种混凝土配合比的试验,具体见下页的表3。
　　2.3试验结果与讨论
　　对以上六种配合比的混凝土,分别测定其坍落度、维勃稠度、泌水率,标养至28d测定其抗压和抗折强度、抗折弹性模量、抗冻性、抗渗性和耐磨性。试验方法: 坍落度,T0511-94;维勃稠度,T0512-94;泌水率,参照GB8076-1997,以NO1的泌水率为100%,计算泌水率比;抗压强度,T0517-94;抗折强度,T0520-94;抗折弹性模量,T0521-94;抗冻性(快冻法),TO525-94;抗渗性(渗水高度),TO529-94;耐磨性,TO527-94。试验结果见表4、表5。
　　
　　(表5:混凝土抗冻性试验结果、图3、图4转下页)
　　表4表明纤维掺量越大,坍落度降低越明显;但对维勃稠度影响不大,即在振动条件下聚丙烯纤维对混凝土流动性基本无影响。掺加聚丙烯纤维,混凝土拌合物泌水率大幅度减小,且掺量越大,泌水率越低;说明聚丙烯纤维能有效抑制混凝土拌合物中的水份迁移。图1和图2表明,在较高水胶比条件下掺加聚丙烯纤维混凝土力学强度略有提高,在较低水胶比条件下掺加聚丙烯纤维对混凝土抗压强度几乎无贡献,但对混凝土抗折强度贡献明显,说明聚丙烯纤维和高效减水剂复合使用,能更好地发挥其增强(抗折强度)效应。表5及图4表明,掺加聚丙烯纤维和高效减水剂混凝土抗冻性有显著提高,聚丙烯纤维对混凝土抗冻性贡献比减水剂更大;纤维掺量对抗冻性的影响在较高水胶比条件下比在较低水胶比条件下更显著。表5及图4的试验结果表明,使用高效减水剂降低水胶比能有效改善混凝土的抗渗性和耐磨性,掺加聚丙烯纤维能有效提高混凝土的抗渗性和耐磨性。
　　
　　3、结论
　　
　　目前,水泥混凝土道面使用的普通混凝土综合耐久性问题十分突出,发展水泥混凝土道面迫切需要开发应用路用高性能混凝土。本研究工作表明,针对道面混凝土的使用性能要求,采用适宜的高效减水剂降低水胶比并在保证流动性的同时提高粘聚性和保水性,掺加适量的活性掺合料和聚丙烯纤维与减水剂协同作用,能全面提高混凝土的路用性能,尤其是综合耐久性。www.tmgc8.com

参考文献:[1]交通部公路科学研究所.JTJF30-2003,《公路水泥混凝土路面施工技术规范》[S].北京:人民交通出版社.
　　[2]GJB1112-2002,《军用机场场道工程施工及验收规范》[S].2002.
　　[3]马清浩 《混凝土外加剂及建筑防水材料应用指南》[M].北京:中国建材工业出版社.1998.
　　[4]马国靖《机场建筑工程试验手册》[M] .北京:中国铁路出版社.1989.

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