mg聚合物乳液對混凝土性能的影響

mg聚合物乳液對混凝土性能的影響

由于設(shè)計(jì)不合理，材料選擇和施工錯(cuò)誤，一些高架道路的施工面積很大，維護(hù)周期很短，維修后很長，這不僅損害了交通安全，而且影響了道路和橋梁的使用效率和效率，給維修帶來了困難。過去也有人曾采用多種材料和方法對路面及橋面鋪裝層進(jìn)行維修施工,但效果不佳。如何有效地對路面、橋面鋪裝層等進(jìn)行快速有效修補(bǔ),保證交通暢通和材料的耐久性,是一個(gè)急待解決的問題。根據(jù)復(fù)合材料的基本原理,通過采用MG聚合物乳液、R-24外加劑以及鋼纖維等對混凝土進(jìn)行綜合改性,充分發(fā)揮MG聚合物的增粘、增韌,R-24外加劑的增加早強(qiáng)和補(bǔ)償收縮以及鋼纖維的增強(qiáng)、增韌優(yōu)勢,配制出了具有優(yōu)良的抗彎強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度、抗沖擊性能、耐磨性和抗凍性的混凝土,是一種路面、橋面鋪裝層、地坪的理想修補(bǔ)材料。1內(nèi)部測試1.1mg聚合物乳液試驗(yàn)所用水泥為華新525普通硅酸鹽水泥,砂為細(xì)度模數(shù)2.7的中粗河砂,石子為5～20mm連續(xù)級(jí)配的石灰?guī)r碎石,MG聚合物乳液是多種水溶性聚合物的共混物。鋼纖維為武漢東州鋼纖維發(fā)展公司生產(chǎn)的冷板切削異型鋼纖維,規(guī)格0.5mm×0.7mm×30mm。外加劑為R-24早強(qiáng)膨脹劑,由武漢理工大學(xué)研制。1.2混凝土界面粘結(jié)強(qiáng)度混凝土抗壓試驗(yàn)采用尺寸為100mm×100mm×100mm的試件?；炷量箯澰囼?yàn)采用100mm×100mm×400mm的試件,按CECS13∶89方法測定試件的彎曲荷載-撓度全曲線,由此計(jì)算初裂抗彎強(qiáng)度、極限抗彎強(qiáng)度和彎曲韌性?；炷两缑嬲辰Y(jié)強(qiáng)度按如下方法進(jìn)行:先澆注尺寸100mm×100mm×300mm的混凝土棱柱體(配比為1∶1.81∶2.71∶0.48),養(yǎng)護(hù)28d后,置于300mm×300mm×300mm的模具中間部位,再在兩邊分別澆注新混凝土,養(yǎng)護(hù)28d后測定新舊混凝土界面剪切粘結(jié)強(qiáng)度?；炷量箖鲈囼?yàn)采用快速凍融法,試件尺寸100mm×100mm×400mm,試驗(yàn)齡期28d,以同時(shí)滿足相對動(dòng)彈性模量值不低于60%和重量損失率不超過5%時(shí)的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示混凝土的抗凍性?；炷聊湍ピ囼?yàn)在圓盤磨耗機(jī)上進(jìn)行,試件尺寸70.7mm×70.7mm×70.7mm,試驗(yàn)齡期28d,磨料為粒徑0.25～0.65mm的石英砂,以轉(zhuǎn)動(dòng)園盤磨100r后混凝土試件磨耗重量損失來表示耐磨性能。1.3凝土混凝土材料表1是MG聚合物乳液摻量對混凝土性能的影響試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果顯示,在保持坍落度基本一致的前提下,MG聚合物乳液具有一定的減水作用,可使水灰比降低。對比力學(xué)性能測定結(jié)果,無論是在素混凝土基體還是在鋼纖維混凝土基體中,MG摻入后,混凝土的抗壓強(qiáng)度,抗彎強(qiáng)度均得到了不同程度的提高,特別是彎曲韌性值的提高幅度非常明顯,并且改善了新舊混凝土的界面粘結(jié)強(qiáng)度,提高了鋼纖維與混凝土基體的粘結(jié)強(qiáng)度,從而使鋼纖維對混凝土增強(qiáng)作用更加顯著。試驗(yàn)結(jié)果還表明,當(dāng)MG的摻量約為20%時(shí),混凝土綜合性能的改善效果最佳。因?yàn)楫?dāng)MG用量不足時(shí),MG在混凝土中難以形成連續(xù)的聚合物網(wǎng)絡(luò),它的作用不能充分發(fā)揮;當(dāng)MG用量過大時(shí),MG可能將水泥顆粒完全包裹起來,限制了水泥的水化產(chǎn)物的生成和連接,從而使水泥的膠凝作用在混凝土中不能充分發(fā)揮。1.4混凝土的特性試驗(yàn)設(shè)計(jì)了4種混凝土的配合比,見表2,并系統(tǒng)對比了4種混凝土的力學(xué)性能和耐久性,測定結(jié)果見表3與表4。表3力學(xué)性能結(jié)果顯示,與普通混凝土比較,鋼纖維混凝土3d、28d的極限抗彎強(qiáng)度分別提高了50%和43%,彎曲韌性指數(shù)提高了21倍,但與舊混凝土的粘結(jié)性能未獲得改善。比較MG聚合物早強(qiáng)微膨脹混凝土與鋼纖維混凝土發(fā)現(xiàn),MG聚合物的增強(qiáng)作用與鋼纖維相近,但增韌、增粘效果優(yōu)于鋼纖維。鋼纖維與MG復(fù)合改性的鋼纖維增強(qiáng)MG聚合物早強(qiáng)微膨脹混凝土,其增韌、增強(qiáng)效果更加明顯,3d極限抗彎強(qiáng)度達(dá)到5.3MPa,即該混凝土用于路面修補(bǔ)工程養(yǎng)生3d就可通車。表4抗凍性與耐磨性結(jié)果顯示,MG聚合物與鋼纖維在改善混凝土的抗凍性與耐磨性的效果方面相近,兩者復(fù)摻可進(jìn)一步提高抗凍性與耐磨性。2土壤修復(fù)項(xiàng)目及應(yīng)用測試2.1修補(bǔ)配比的確定對于水泥混凝土路面蜂窩、麻面、露骨、磨光或水泥地坪等表面病害的修補(bǔ),可采用MG聚合物早強(qiáng)微膨脹水泥砂漿進(jìn)行薄層修補(bǔ)。用于混凝土路面薄層修補(bǔ)的砂漿的常用配比為:水泥∶R-24∶砂∶MG∶水=0.92∶0.08∶2.5～3∶0.25～0.3∶0.2～0.3,對于小于1cm的薄層罩面應(yīng)適當(dāng)加大MG的用量,最高用量可達(dá)水泥的50%。對于路面翻修或8～10cm的薄層橋面鋪裝層的修補(bǔ),可考慮采用MG聚合物早強(qiáng)微膨脹混凝土,對于4～6cm超薄層橋面鋪裝層的修補(bǔ),應(yīng)考慮采用鋼纖維MG聚合物早強(qiáng)微膨脹混凝土。上述混凝土的配合比可參考表2進(jìn)行。2.2強(qiáng)微膨脹混凝土路面修補(bǔ)施工采用MG聚合物早強(qiáng)微膨脹混凝土或鋼纖維增強(qiáng)MG聚合物早強(qiáng)微膨脹混凝土進(jìn)行路面修補(bǔ)施工,其工藝流程與常規(guī)路面混凝土施工基本相同,即配料、攪拌、運(yùn)輸、界面處理、攤鋪、收漿、抹平、拉毛、養(yǎng)生等工序,但應(yīng)對如下工序特別注意。(1)投料順序與攪拌方式為了得到均勻的鋼纖維MG聚合物早強(qiáng)微膨脹混凝土,投料順序與攪拌方式有特殊規(guī)定。首先是將砂、石子與鋼纖維、水泥、早強(qiáng)膨脹劑投入攪拌機(jī)中,干拌30s后,再加入MG聚合物乳液和水,濕拌90s。(2)界面劑的配制首先要清除破損混凝土,并用高壓水將修補(bǔ)面沖洗干凈,施工前保持修補(bǔ)面呈飽和面干狀態(tài)。界面劑的配制比例為MG聚合物乳液∶水泥=1∶1,攪拌至均勻粘稠狀,用噴漿機(jī)或毛刷均勻地涂抹在潤濕的戴修補(bǔ)面上,并邊涂刷界面劑邊攤鋪拌制好的混凝土。這道工序要求:界面劑應(yīng)力求均勻薄涂,且保證界面劑在指觸未干之前混凝土攤鋪到位。(3)材料性能養(yǎng)護(hù)和開放交通拉毛以后,噴霧養(yǎng)護(hù),再用塑料薄膜覆蓋保濕,根據(jù)材料性能養(yǎng)護(hù)到2～3d即可開放交通。注意:MG聚合物水泥砂漿或混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)表面不能有積水。2.3工程應(yīng)用的例子(1)修補(bǔ)槽深與tp槽深結(jié)合試驗(yàn)路對于該國道一般的麻面、露骨、磨光、錯(cuò)臺(tái)等病害,進(jìn)行了薄層罩面修補(bǔ)試驗(yàn),修補(bǔ)材料為MG聚合物水泥砂漿。該工藝要求在修補(bǔ)面四周刻槽,并在修補(bǔ)面上鑿毛?？滩鄣牟凵钜话銥?0mm,槽寬20mm,目的是使修補(bǔ)面邊緣的修補(bǔ)材料嵌入縫中,以防將修補(bǔ)材料邊緣搓起,并保持修補(bǔ)面與舊路面平穩(wěn)過渡。鑿毛的目的是增強(qiáng)罩面材料與舊混凝土的結(jié)合。試驗(yàn)路罩面厚度10mm,修補(bǔ)面積約15m2,該項(xiàng)修補(bǔ)是在12月中旬完成的,1d后即開放了交通。罩面修補(bǔ)后經(jīng)過了冬天和夏天的考驗(yàn),均未出現(xiàn)脫皮、開裂、嚴(yán)重磨損等異常情況,效果良好。若進(jìn)行厚層罩面修補(bǔ),還應(yīng)先將混凝土路面減薄道一定厚度,以使修補(bǔ)處路面的厚度與原混凝土路面高度一致。(2)社會(huì)經(jīng)維修區(qū)域該高速公路通車3年后,先后出現(xiàn)了橋面鋪裝層開裂,破碎達(dá)66道2236m2,約為總路段的27.5%,而且有的經(jīng)維修后1年又再度破壞。針對需修補(bǔ)的不同厚度的鋪裝層,采用了MG聚合物混凝土和鋼纖維MG聚合物混凝土這一新型快速修補(bǔ)材料修補(bǔ)鋪裝層。施工完后,橋面鋪裝層使用壽命由1年延長至5年;同時(shí),修補(bǔ)占道時(shí)間從14d縮短至4d。(3)修復(fù)成凸凹不平工藝空軍某基地約500m2的停車坪,面層起灰,形成凸凹不平,最深入約0.5cm,用MG聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù),工藝簡單、施工方便,因?yàn)閷Ρ徽潮砻鏌o特殊要求,不鑿毛同樣能獲得足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。3維粘結(jié)性能的應(yīng)用(1)MG聚合物乳液在混凝土中的最佳摻量為20%,它對提高混凝土的抗彎強(qiáng)度、韌性,改善混凝土的粘結(jié)性能以及混凝土與鋼纖維的粘結(jié)性能均有非常顯著的效