【摘要】為避免橋面鋪裝混凝土的早期破壞, 增加行車的舒適性, 延長鋪裝及橋梁主體的使用壽命, 研究以聚丙烯纖維網(wǎng)水泥混凝土替代普通水泥混凝土作為橋面鋪裝材料, 改善混凝土性能并利用聚丙烯纖維網(wǎng)良好的施工性能和化學穩(wěn)定性。通過試驗研究其主要力學性能, 并對試驗結果加以分析。
【關鍵詞】纖維網(wǎng)混凝土; 抗壓強度; 抗折強度; 劈裂抗拉強度
【中圖分類號】U443.33 【文獻標識碼】A
【文章編號】1008- 5696- ( 2006) 05- 0003- 02
現(xiàn)代交通行車速度的提高、特別是大型載重車輛的增加，使橋面鋪裝早期破壞成為橋梁的一大病害，主要表現(xiàn)在：第一，引起跳車，影響行車舒適性，降低運營服務水平。而跳車產(chǎn)生沖擊力加劇橋面鋪裝的破損，形成惡性循環(huán)。第二，降低了橋面鋪裝的防水功能，可能危及橋梁主體的使用壽命。第三，增加維修養(yǎng)護的經(jīng)濟負擔。
有資料顯示，在常溫條件下聚丙烯纖維網(wǎng)可使水泥混凝土的塑性收縮小，裂紋少；堅韌性、延展性和抗撞擊力高；抗壓強度、耐磨和抗?jié)B性能好，可提高橋面鋪裝混凝土的質(zhì)量和耐久性。以聚丙烯纖維網(wǎng)（ FibermeshTM）改善水泥混凝土橋面鋪裝抗凍性能的研究旨在探索低溫條件下聚丙烯纖維網(wǎng)加強水泥混凝土橋面鋪裝的使用效果，從而對解決我省橋面鋪裝開裂破損問題有所貢獻。本研究分為兩階段，第一階段進行力學性能室內(nèi)試驗研究；第二階段，進行抗凍性能研究。本文為第一階段研究成果。
1 “聚丙烯纖維網(wǎng)”簡介
“ 聚丙烯纖維網(wǎng)（”FibermeshTM）是美國于20 世紀80 年代中期研制成功的一種新型加強材料。它適合于公路水泥混凝土路面、機場跑道、橋涵等多種混凝土工程的加強。這種纖維加強技術不同于以往的聚丙烯長絲和鋼纖維等，在外觀和分散過程上有較大不同，如圖1 所示。
2 聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土力學性能實驗分析
試驗用混凝土為牡丹江牌普通硅酸鹽水泥42（5# 摻火山灰），砂為松花江產(chǎn)中砂，粗集料為阿城產(chǎn)碎石，纖維摻量為0.9kg/m3，混凝土配合比如表1 所示。聚丙烯纖維網(wǎng)最突出的優(yōu)點是分散均勻、便于施工，無須改變原有水泥混凝土的施工方法和混凝土配合比，這也是有別于其它纖維（ 鋼纖維等）優(yōu)點之一。攪拌方法與普通混凝土一致，拌和時間取4 分30s。
2.1 聚丙烯纖維網(wǎng)增強混凝土的抗折強度試驗
抗折強度試驗結果如表2、圖2 所示。
從試驗結果來看，聚丙烯纖維網(wǎng)（ FibermeshTM）對提高水泥混凝土的抗折強度有一定效果，無論7d 還是28d 齡期，試件的抗折強度都高于基準混凝土試件。
2.2 聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土抗壓強度試驗
抗壓強度試驗結果如表3、圖3 所示。
2.3 聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土的劈裂抗拉強度試驗
基準混凝土和聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土的立方體試件劈裂抗拉強度對比試驗情況如表4 所示。
2.4 聚丙烯纖維混凝土抗?jié)B性試驗
采用滲水高度試驗方法，0.8MPa 恒壓12h，兩種混凝土的滲水高度如表5。
纖維混凝土的抗?jié)B性遠優(yōu)于基準混凝土，間接體現(xiàn)出纖維混凝土在密實度和內(nèi)部裂紋缺陷各方面要優(yōu)于普通的水泥混凝土。
2.5 混凝土毛體積密度測定
實測混凝土毛體積密度對比如表6 所示。
3 試驗結果分析
聚丙烯纖維網(wǎng)能夠提高混凝土的力學指標，但提高幅度不大。同時由于這種纖維具有低彈性模量和高延伸率的特點，因此不能替代鋼筋作為混凝土的主要受力材料，但作為橋面鋪裝材料已經(jīng)很好了。
纖維混凝土的發(fā)展趨勢是由硬纖維向軟纖維發(fā)展，軟纖維又由單絲纖維向網(wǎng)狀纖維發(fā)展。聚丙烯纖維網(wǎng)與單絲型聚丙烯纖維長絲相比，施工和拌和分散更方便、容易。與碳纖維和鋼纖維相比，其優(yōu)點是不僅便于施工，分散容易，而且化學性質(zhì)穩(wěn)定，另外還避免了鋼纖維對輪胎的磨損。摻加聚丙烯纖維網(wǎng)的混凝土力學性能提高不很顯著，但抗?jié)B性的改善幅度很大，這意味著在低溫與冰雪的共同作用下，聚丙烯纖維網(wǎng)混凝土可以減少水分的滲入，進而減少因混凝土所含水分凍結、膨脹而引起的表面剝蝕，這將非常有利于混凝土冰凍耐久性的提高，并有效延長橋面鋪裝的使用壽命。
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