关键词:抗冻融腐蚀因子;灌浆材料;冻融循环次数;冻融温度;橡胶粉目数
1前言
本文依据已有研究成果,选取两种典型灌浆材料[1-7]。以实验数据统计分析为基础,综合考虑冻融温度与循环次数、橡胶粉目数两种因素,通过研究冻融作用下不同影响因子对灌浆材料力学指标破坏程度,以期为提高灌浆材料抗冻融性能,并为研究确立理论指导依据,同时也可作为实体工程中的指导技术。
2 材料配合比确定
2.1 板底灌浆材料的选择
(1)水泥:采用42.5R水泥,有助于灌入浆体材料强度的早期形成,以利于早期通车。
(2)乳化沥青:选用具有一定柔性的慢裂型阳离子乳化沥青,可减缓混凝土板发生疲劳断裂。
(3)粉煤灰:选用一级粉煤灰可以提高浆体流动性和硬化后强度,同时降低泌水率及减少干缩变形。
(4)砂:可以提高浆体材料硬化后的强度,减少硬化收缩变形,同时降低水泥用量,但砂粒粒径较大则易产生离析、泌水现象,故应选用特细砂,细度模数为1.21,最大粒径小于0.6mm,含泥量小于1%。
(5)早强剂:为了促进浆体早期强度迅速形成,添加了适量的甲酸钙早强剂。
(6)减水剂:为了增加浆体的流动性与和易性,选用聚羧酸高性能减水剂。
(7)膨胀剂:为了减少并抵消浆体的收缩,甚至可以在浆体中产生微膨胀,以提高硬化浆体与水泥混凝土板和基层的粘结,选用UEA型膨胀剂。
(8)橡胶粉:掺入适量橡胶粉可增强砂浆的抗冲击抗压性能以及抗疲劳性能等[10],同时也可解决废旧橡胶处理问题,达到可持续发展理念。
(9)水:采用自来水。
3试验介绍
3.1试件养生与制备
由于目前没有标准的公路灌浆材料试验规程,故参考《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30-2005)进行本次试验,试件采用70.7mm70.7mm70.7mm的立方体试件,经本文试验验证采用该尺寸试件所得的试验结果具有较高可靠度。
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3.2试验因素筛选
3.2.1橡胶目数及浓度因子
在浆体材料中掺入适量橡胶颗粒,有利于增强砂浆的抵抗变形能力,抗开裂性以及韧性等力学性能,在掺入橡胶颗粒时,橡胶目数的大小是尤为重要的因素,如目数过低则施工工艺过于复杂,会产生过多经济费用,目数过高,灌浆效果不好,基于以上因素本文采用15目、20目以及25目的橡胶粉作为本文的第一种影响因子。
3.2.2冻融温度与冻融次数因子
由于我国地域面积辽阔,即使坐落于相同纬度的不同地区其温度差异性也较大,而温度的变化对材料破坏的起着主要影响作用。为了更加系统全面的研究冻融破坏下的浆体材料的损伤规律,选取温度为-25℃、-15℃、-5℃三种温度作为本课题浆体材料研究的第二种影响因子。
在低温环境下,浆体材料的破坏主要来源于冻-融-冻-融此类反复循环作用,使得材料内部结构发生细微变化,在循环次数的不断增长下,内部细微结构表现愈加明显,从而使得材料发生结构破坏。为了模拟冬季气温变化的随机性,将冻融5次、10次、15次作为第四种损伤因子。
3.3试验结果
根据以上试验结果分析结论可以看出:在相同的外部环境下,橡胶粉的目数越大,其在冻融腐蚀环境下的力学性能越好;影响两种浆体材料抗冻腐蚀性能程度大小排序依次均为冻融循环次数>冻融温度>橡胶粉目数,即外部因素对浆体材料抗冻性能影响最大;两种浆体材料相比较而言,冻融循环次数对有机类材料影响最大,橡胶粉目数、冻融温度对无机类材料影响较明显。
4结论
影响两种浆体材料抗冻性从大到小排序依次均为:冻融循环次数>冻融温度>橡胶粉目数。这表明外部因素是浆体材料性能的主要影响因素。在相同的外部环境下,橡胶粉的目数越大,即颗粒直径越小,其抗冻融腐蚀性能越好。在规定的环境中施工时,可以酌情掺入目数较大的橡胶粉以增加材料抗冻性能。
参 考 文 献
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论文作者:张优
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第21期
论文发表时间:2019/12/16
标签:材料论文; 因子论文; 温度论文; 性能论文; 橡胶粉论文; 两种论文; 因素论文; 《工程管理前沿》2019年第21期论文;