研究论文~聚丙烯纤维网混凝土桥面铺筑使用性能研究.docVIP

聚丙烯纤维网水泥混凝土桥面铺装层路用性能研究 王太山 陈拴发 （长安大学公路学院，西安710064） 摘要 本文通过对聚丙烯纤维混凝土桥面铺筑装使用性能的研究，分析了聚丙烯纤维网对桥面铺装混凝土的强度、脆性、抗渗性、耐磨性、干缩以及温度收缩与弹性模量等性能的影响，探讨了聚丙烯纤维网改善桥面铺装混凝土的机理。试验结果表明桥面铺装混凝土中掺入聚丙烯纤维网能明显的降低混凝土的脆性，提高混凝土的抗折强度、耐磨性和抗渗性。 关键词 桥面铺装混凝土 聚丙烯纤维网 路用性能 桥面铺装层的早期破损已成为直接影响公路桥梁结构耐久性的一大病害，并已引起了人们的广泛关注。桥面铺装层直接受行车荷载和环境温度等因素的作用，不仅参与桥面板的受力，又起联接各主梁共同受力的作用，既是保护层，又是受力层，提高其质量及延长其寿命非常重要。普通混凝土桥面铺装层因其脆性，存在抗拉、抗弯强度低，阻裂限缩能力差等问题。为解决这些问题，20世纪80年代初期，美国为解决其军事工程的混凝土结构在炮弹、炸弹的轰击下不易破裂的问题，研制和开发了聚丙烯纤维混凝土，聚丙烯纤维作为一种次要的混凝土加强系统，比较成功地解决了普通混凝土的弯拉强度低、塑性收缩大等问题，从而提高了混凝土的耐久性。本文通过对聚丙烯纤维网改善桥面铺装层混凝土路用性能的试验研究，以期为聚丙烯纤维网混凝土在桥面铺装方面的应用提供一定的参考依据。 1 原材料性质 水泥：秦岭42.5R普通硅酸盐水泥 碎石：5～31.5mm石灰岩，级配良好； 砂：霸河砂，级配良好，细度模数2.82； 减水剂：WR-P泵送剂,掺量1.2%； 聚丙烯纤维：采用FMS聚丙烯纤维网，掺量0.9kg/m3,其物理力学特征及化学性能见表1。 表1 聚丙烯纤维网物理力学特征及化学性能 材质 100%聚丙烯,不含再生链烯烃 颜色 白色(自然色) 初始形态 集束形网状 分布状态 不规则单丝 导电性 无 导热性 极低 抗酸减性 高 安全性 无毒,无刺激 吸水性 无 比重 0.91 长度(mm) 12-19 直径(μm) 约100 熔点(℃) 160-170 燃点(℃) 590 抗拉强度(MPa) 560-770 弹性模量（MPa） 3500 2 混凝土配合比 本配合比按重交通量水泥混凝土路面设计，设计抗折强度为5.5MPa，每立方米混凝土各种材料用量见表2。 表2 混凝土配合比（kg/m3） 混凝土类型 水泥 砂 碎石 水 泵送剂 聚丙烯纤维网 坍落度（mm） 普通混凝土 486 698 1046 185 5.85 0 180 聚丙烯纤维网混凝土 486 698 1046 185 5.85 0.9 175 3聚丙烯纤维网混凝土路用性能评价 3.1 抗折强度与抗压强度 混凝土的强度试验是将养护到规定28d龄期的小梁试件(150mm×150mm×550mm)按三分点法测定其抗折强度,然后用立方体试件(150mm×150mm×150mm)进行抗压强度试验,结果见表3。 表3 两种混凝土28d强度试验结果 混凝土类型 抗折强度(Mpa) 抗压强度(Mpa) 压折比 普通混凝土 6.04 40.7 6.74 聚丙烯纤维网混凝土 7.04 42.3 6.01 试验结果表明, 聚丙烯纤维网混凝土的强度比同配合比的普通混凝土强度 有所提高,其中抗折强度增长了16.56%,抗压强度增长了3.93%,试验结果很明显地显示出聚丙烯纤维网能较大幅度地提高混凝土的抗折强度,但抗压强度基本未增加，使混凝土的脆性有所降低。 3.2 抗渗性 试验按《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053-94)T0528-94