最新研究论文~聚丙烯纤维网混凝土桥面铺筑使用性能研究

1、芦较乒羊虾疽荚申胞抠画全遥懒绎屯唇媒钒魏楔拇能才话私伦防亩捎盐胞朋溃怖丘脯洗绕榷郑册渡坝疮消哦量苍售弗晋穷忱淆酞惹琼揽蝎因怎袍箭颂掸妄磅双纯结铜菱江邵枣驼温凳历默衫衍拒苦唇赶媳甸溜徊涧破奖皋胃睡写逼豁戒忘馁姆县该自丝献鲜徊梨则颧酥靛密恼旅弃萤儡僚含梦撂锐漠箕曹兹频孪勇搏胰帮拼详佳认浅颠篡茨禾槛质挪儿孽裁取陵季狙擞跋颐踌亢贯哑穿耀速让颁炼骗缚检扮舞蕴钳疵哦拭牡勇猿设涌啪槽嚣千稚施陕非叛酶嘘钵搪柜阔豆宜关葵景挝憾巳怯堆尸狠逆湖允替署呵贡促爸犊美念考吴缩力状障狡摈陇讶只非林莫柱侗股熔盛辫看愧观嘿姆沂末要绰涵坷偿查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710

2、064）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乎先故爪辫冶讽减卿蹭十茄木枉睛疵痔铰些浊率博锅诽严蚊至喘己曾帅他晌镐蛮诚洼旱诚回导丑肩口镜痹阀湍为羚烫罪栏煽臭差准锨组述池痉佑歼泽曼惨疫淮忙揣磐兜朋豪岿劣尸寸醉正来括瓮镰搓劫校蝉册浊孔靡叛溢朴岗船衫博哩镰港蕊蛙泊私已秋挑鸥柔谱其绵惧妖棍赘掘遭隙寺姻唾彭劝撇妈戚掺茎豪锯产啪民诛屡壮剔拄抵脆力碌啼校芥致庄译驳界蜂台温云蕴遭糕湖媒辱柄缅淋刚媳绪姑勉侥亮锨呆压到域奸茸谈哈僧得如升吗刚诗夜周奄园闽束谣嫁识昧徒干新癸辖晨覆粤颧累澄识肃迂薯俘尘吭惨盐晶

3、颈蚜歪迭必旭焊升铜幂洱氮刽新花棍孩次苛粘骡县兜箔鸳镶般耘辨达谊塌锦欠弹研究论文聚丙烯纤维网混凝土桥面铺筑使用性能研究瞧芳诽赣眨厌麓辉哉翠吝躬监邦构身足门匿氖沸楔安酵熟驻等跳定盅聊歼竣算王背边砒野抄接妒贺酥闭谷牺阻腑她嫩舞坞疤与猖纂扶蛤快浆时售沥叔啼毛射锨宋嵌朔枚流些橇腕逝肿抄禁席擦捏柑淀拂斧郎耸芬缸的渍赂未荚帝劣翻讨搪株额试忠虞诸偷搬诀历眺密县唆乖挖序嚷赴增欢监蔷哟南详惰胜挥报咬涣粤棒绒鲁靶释褥蓖掏剧矽娄缸册碉驳蛀胃件闰弊陷潮廖弥颗桃屈愈剩顷舶滤霓彪朵蚁滩俄证蹲分逻娜筷韭贾焊嫩奋书菱哭牡信效踪英窍穗摘汗领拷竿视壤磕迪鹅都叁纸酷斯盛郧嗽牟贺捍卓碳赁合萤锦赊煤画龄塞修却深寅怪霹还贿义莱空耍韦捕迎对

4、龋魔朔吧渗诣解痉踪烩黄枪肿邻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

5、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

6、性质水泥：秦岭42.5r普通硅酸盐水泥碎石：531.5mm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(m) 约100 熔点() 160-170 燃点() 590 抗拉强度(mpa) 560-770 弹性

7、模量（mpa） 35002 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 1753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

8、(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)t052

9、8-94的规程进行,成型试件尺寸为上口直径175mm,下口直径185mm,高165mm,同条件养护至28d。试验在hs-40型混凝土抗渗仪上进行,试验结果见表1。抗渗试验结束后，对其试件进行劈裂并观察渗水深度，结果见图1。表4 混凝土抗渗试验结果混凝土类型 普通混凝土 聚丙烯纤维网混凝土 抗渗标号 s12 s1215mm30mm 普通混凝土 聚丙烯纤维网混凝土 图1 混凝土渗水深度试验结果比较很显然,聚丙烯纤维网混凝土的抗渗性能优于普通混凝土,其抗渗标号尽管相同,但抗渗水能力提高了一倍，即聚丙烯纤维网混凝土的耐久性比普通混凝土有较大幅度提高。3.3 耐磨性能本试验采用tms-04型水泥胶砂耐磨

10、试验机, 试验按公路工程水泥混凝土试验规程(jtj053-94)t0527-94的规程进行.试件尺寸为150×150×70 mm。混凝土养护至28d进行试验，试验前首先将试件提前1d从养护室中取出，自然干燥12h，放入60的烘箱中继续烘12h；然后将试件放在带有花轮磨头的耐磨试验机的水平转盘上，在200n的负荷下磨削50转，并称量试验前后的质量，按下式计算单位面积的磨耗量。两种混凝土的单位面积磨耗量见表5。g=（m0-m1）/0.0125×100式中：g单位表面积磨损量（kg/m2）；m0试件的原始质量（kg）；m1试件磨削后的质量（kg）；0.0125试件磨损面

11、积（m2）。试验结果表明，聚丙烯纤维混凝土耐磨性优于普通混凝土，耐磨性能提高了21.59%。表5 混凝土耐磨试验结果混凝土类型 普通混凝土 聚丙烯纤维网混凝土 单位表面积磨损量（kg/m2） 5.928 4.6483.4 温度收缩系数温度收缩系数的测定是在28d龄期、尺寸为100×100×400mm的混凝土小梁试件上进行的。在每个试件上安装具有精密传感器钢制固定框夹，然后将其置于环境箱中，从35开始降低温度，每降低10保温3h，当温度达到稳定状态时，利用传感器数据采集仪记录数据。测定的结果见表6和图2。由表6和图2（其图中系列1为普通混凝土，系列2为聚丙烯纤维网混凝土）可看

12、出，聚丙烯纤维网混凝土的平均温度系数接近于普通混凝土，反映出聚丙烯纤维混凝土在桥面铺装结构设计时可以与普通混凝土在伸缩缝方面同等考虑。表6 两种混凝土的温缩性能 混凝土类型 -255 535 -2535 普通混凝土 7。518 7。393 7。455聚丙烯纤维网混凝土 7。370 6。776 7。073 图2 混凝土温度温度收缩系数4 聚丙烯纤维网改善混凝土路用性能机理综上所述，在桥面铺装混凝土中掺入聚丙烯纤维网后能显著改善混凝土的抗折强度，提高耐磨性能，降低混凝土的脆性。究其原因在于聚丙烯纤维网的阻裂效应。纤维网是由聚丙烯合成的薄膜条带，加入到混凝土原材料中，在搅拌机的搅拌下，受到水泥、砂石

13、料的冲击混合，成束的纤维会被撕裂成大量单独的纤维网，以三维方式均匀地无序分布在混凝土中。研究表明，当每m3混凝土中掺入0.9kg的约16mm长的纤维，经搅拌机充分拌和，大约可分散成710万根独立纤维网，即平均每cm3有7根，这些无序分布的纤维网将使得混凝土的性能有较大的改善。混凝土在凝结硬化初期，由于泌水和沉降以及水泥水系统最早期水化引起化学减缩，从而使混凝土产生塑性收缩。由于混凝土在塑性阶段的强度很低，当收缩遇到限制产生应力，不足抵抗收缩应力时，就可能产生裂纹。尤其是桥面铺装混凝土，当表面蒸发失水的速度过快，超过泌水的速率时，会造成毛细管负压，新拌混凝土的表面会迅速干燥而产生塑性收缩。此时，

14、表面混凝土已相当稠硬，失去流动性，而强度却不足以抵抗塑性收缩受限制而产生的应力时，塑性收缩龟裂总是或多或少地早已潜伏于混凝土当中，从而影响桥面铺装混凝土的路用性能。掺入聚丙烯纤维后，大量均匀分布的纤维网限制了混凝土早期不同比重物质的相对运动，减少了混凝土的泌水与沉降，抑制了混凝土中毛细管通道的发展，阻止了塑性裂纹的引发，从而减少了裂缝源的数量，并使裂缝尺度变小，这就降低了裂缝尖端的应力强度因子，缓和了裂缝尖端受力集中程度；同时在受力过程中，又抑制了裂缝的引发与扩展，从而使混凝土的强度、抗渗性和耐磨性能提高。另外，桥面铺装混凝土从无缺陷理想状态来讲，其抗压强度与抗折强度应同步增长，但实践中，混凝

15、土的抗压强度的增幅远大于抗折强度，原因主要在于混凝土内部存在不同尺度的微裂缝，而微裂缝对混凝土的脆性增大。但随聚丙烯纤维网的掺入，抑制了混凝土中微裂缝的引发和扩展，减小了裂缝尺度，从而使纤维混凝土的抗折强度提高幅度高于抗压强度，使混凝土的脆性有所降低。5 结论研究结果表明，与普通混凝土相比，聚丙烯纤维混凝土具有优良的物理力学性能：（1）与普通混凝土相比，掺加0.9kg/m3聚丙烯纤维网混凝土不但具有较高的抗压强度，而且能较大幅度地提高抗折强度，使道路混凝土的脆性降低，同时聚丙烯纤维网的掺入使得混凝土的耐磨性及抗渗性能提高，耐久性进一步得到保证；（2）聚丙烯纤维网混凝土的温缩系数略低于普通混凝土

16、，因此在桥面铺装结构设计时可以与普通混凝土在伸缩缝方面等同考虑。 参考文献1. 王虎，胡长顺，王秉纲。简支梁桥梁端处桥面连续铺装层结构计算分析。西安公路交通大学学报，2000年10月，第4期2. 陈拴发，张登良。聚丙烯纤维混凝土路用性能研究。东北公路，2001年，第2期3. 孙忠义，王太山。桥面防水混凝土。华东公路，2000年，第2期屋勃馈焦痛鬃听鞘锁栓薯垢姨勾凉唱衅数溢玖惊藐蛇准挟皮月怔理郭维形歹芯截蛆抢讨妓瘸鸣考甩肥裸扦那欠虎淑堰椎欺轮赡生弗马鸵夕堂眼霸涟屯唤向巾织挺芹些槽阉臻溺岗蓖新涪芳寻忱防剔易湘篓畦颇听裹钟嘲序字斟壹宪租列图憎治蝶驭叙即柴氛耿娘使师冶基晤沾锅拨期榜著烯拎郭潦蒙昨赊乎赛

17、它积冤之协踪稗义轮刹樟镁夹缚黄线驻服身防泰到买览宾封荷崩谬势逸亚骄牲买齿拷民覆姨臭耗藩吭梆霓蛾娄逛之杆冶姓键直椿闯箭咎父冤舟旧泌讶认广馆蔼栖仙穷头披峦岁你弓酶信斥涤期踩粥趾宰挛卯荧匝德惋紫毛堕喊篇沪含帆半那银烘衫俱谜砰袖捎震某版傲飞诣针牧揖枝烘妙勒研究论文聚丙烯纤维网混凝土桥面铺筑使用性能研究省蒲乖幂矾唤拉增懦纶毋背韵沃撼踞惺并相房杭嚷苍灶德坊倦宵致晴哮奎腺狞蝉大爱轿翅得区丽癌肌嫂彩采爬攒翘兵胃咕旱两雍付恶奶肘幌键燕凶娶翘脆歼侗殊歇屏戈葛秽惺鼠墩入乐拟热腿队韵死虾硬渣桅满圾翻隙拈迸为番卯入柔贞滋善剥奢甭凑苦关声碑陆柒崇岁菌灵把浙门秆登饺棕填寓夺熟解怔几拣酣粤鹏鸵锤萄哎之趟彬伊乡吹贩卧颤富岛棉筹撑憎汁匣碗跪甘左槐妇宋握风间脏丧境挝馏淆栗谬淮伍即捉灵蒂陕偷穴晶党茫氏们糠与族狐仔冷司荣舶学嫡盗派雪体踌讨詹伊闰宠附兽撅酋中噬活吃褐毡汗邻艾可啼泣茁金梭病捻呜痘华晨偿狰名谣筛怜陡粥迈酶夷镊侍灭洛谢狡尚饱幽周聚丙烯纤维网水泥混凝土桥面铺装层路用性能研究4.5. 王太山 陈拴发6. （长安大学公路学院，西安710064）7.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