MPS改性聚合物路面混凝土的若干路用力学性能的研究

刘月君 吴向宇 郝利博

(1.河北建筑工程学院,河北 张家口 075000;2.张家口市第一建筑工程有限公司,河北 张家口 075000)

0 引 言

普通水泥混凝土是一种典型的脆性材料，抗弯抗折强度与抵抗变形能力低下，抗疲劳破坏能力较弱，当外界环境剧烈变化容易受到侵蚀破坏，以至于公路路面中应用受到限制，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径之一.今天，美国100%的桥面混凝土以及相当一部分路面混凝土均采用聚合物改性水泥混凝土，路用性能极大改善，耐久性能提高，返修率降低.我国聚合物改性混凝土发展较晚，但是随着化工行业蓬勃发展，新材料、新工艺、新技术不断创新，为我国研究聚合物改性水泥混凝土路面提供了有利的条件.本研究在理论设计与试验室试验结合的基础上，对河北省北方地区路面工程应用情况和改善研究情况作了细致分析及研究，应用甲基丙烯酸甲酯(MMA)及适量酚醛树脂粉末混入普通水泥路面混凝土中，试配(Methyl methacrylate polymer-soluble concrete,以下简称MPS)，对现有普通路面混凝土进行改善和提高.

1 试验设计及结果

1.1 试验设计

依据《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTGE30-2005)及我国建筑行业对聚合物改性混凝土的最新规范，以P=0%、2.5%、5%、7.5%和10%掺入普通水泥混凝土中并掺入适量发泡剂等外加剂，对该聚合物改性水泥混凝土的抗压强度、抗折强度、抗冲击韧性及耐磨性能进行测试.

1.2 配合比表及坍落度

表1 试验配合比表及坍落度

考虑到现在现场搅拌混凝土很少，大部分使用的商品混凝土.商品混凝土要满足很小坍落度较为困难(一般小于120-140 mm)，其中有生产、运输、浇筑等方面的原因决定了商品混凝土的坍落度不能太小.因此根据工程实际情况，一般选取140-150 mm，实际到场坍落度最好不宜大于170 mm.

1.3 试验结果

1.3.1 抗压强度测试

图1 抗压强度与养护龄期测试

1.3.2 抗折强度测试

图2 养护龄期抗折测试

1.3.3 抗冲击韧性测试

表2 抗冲击韧性测试结果

1.3.4 耐磨性测试

表3 耐磨性能测试结果

2 试验数据分析

2.1 随着聚合物掺入量的增加，混凝土坍落度有小幅度降低.为得到合适的坍落度的混凝土，掺入水的量会逐渐增加；随着聚合物掺入量的增加，抗折强度会在初期有一定增长，最大幅度为14.5%，但是随养护龄期的增长，60天后会减弱至零.故判定聚合物的掺入量对该聚合物改性混凝土的抗压强度没有增强作用.

2.2 数据显示聚合物的掺入量对抗折强度有较大提高，P=10%的掺入量即可提高57%的抗折强度，抗折强度3天强度及28天强度均满足路用混凝土要求.从增长率分析，P=7.5%与P=10%的增长率较为接近，在两数值之间必有最经济，效率最优的比率待进一步研究测试.

2.3 抗冲击韧性性能测试显示，随着聚合物掺入量的增加，抗冲击韧性性能会逐渐大幅度增加，当P=7.5%时的综合能力表现最优.2.4 耐磨性能测试结果显示，随着聚合物掺入量的增加，耐磨性能会逐渐增强，当P=7.5%和10%时，会有310%以上的增强比率.

3 结 论

随着聚合物掺入量的增加，聚合物改性混凝土的抗折强度、抗冲击韧性及耐磨性能会逐渐增加，但试配时应注意控制水灰比以满足坍落度的要求.当P=7.5%至10%之间，以甲基丙烯酸甲酯及适量酚醛树脂粉末混入普通水泥路面混凝土中路用力学性能表现最优，若从经济性则取P=7.5%时，聚合物改性水泥混凝土的路用性能最为合适.

参 考 文 献

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