淺析水泥砼路面常見修復(fù)材料的特性

　　下面砼修補(bǔ)方案為您了解到水泥砼路面常見修復(fù)材料的特性，一起來了解吧。

　　水泥砼路面在使用過程中，由于行車荷載的反復(fù)作用、各種環(huán)境因素的不斷影響，加之設(shè)計(jì)、施工與養(yǎng)護(hù)等諸多因素，不可避免地會(huì)產(chǎn)生破壞。砼路面出現(xiàn)病害后，需及時(shí)進(jìn)行修復(fù)。針對水泥砼路面的各種病害，國內(nèi)外進(jìn)行了水泥砼路面修補(bǔ)技術(shù)研究，但問題一直未能得到很好解決，其根本原因在于修補(bǔ)材料的性能不理想，相容性差。選用合適的修補(bǔ)材料，不僅可迅速恢復(fù)路面的使用性能，延長路面修補(bǔ)后的使用壽命，還可縮短中斷交通的時(shí)間，節(jié)省造價(jià)。

　　因此，用于水泥砼路面板塊修補(bǔ)的材料必須符合下列技術(shù)要求：①迅速硬化;②修補(bǔ)材料的收縮要小;③修補(bǔ)材料要具有一定的粘性;④修補(bǔ)材料后期性能要穩(wěn)定，強(qiáng)度發(fā)展與老砼基本同步;⑤耐磨性高，耐久性好;⑥施工和易性好。

　　以下介紹幾種常見水泥砼路面修補(bǔ)材料的特性。

　　1、瀝青砼

　　長期以來，公路部門都習(xí)慣于采用瀝青砼對損壞的水泥砼路面進(jìn)行修補(bǔ)，盡管方法簡便，中斷交通時(shí)間短，但隱患較多。用瀝青砼對水泥砼路面進(jìn)行修補(bǔ)的缺點(diǎn)：①道路強(qiáng)度不均勻，傳荷不一致;②若在維修時(shí)，板與層面的聯(lián)結(jié)方式及對反射裂縫處理不當(dāng)，會(huì)很快導(dǎo)致破壞，造成使用壽命很短;③影響路面平整度，降低表面使用性能;④不美觀，在整片灰白色的水泥砼路面中補(bǔ)上一塊黑色的瀝青砼，路面景觀受到影響，駕車者見了不舒服。

　　2、普通水泥砼

　　另一種傳統(tǒng)的修補(bǔ)方法是將破損的砼除掉，新鋪上與原設(shè)計(jì)標(biāo)號相同或高標(biāo)號的普通砼。采用普通水泥砼修補(bǔ)，主要有如下缺點(diǎn)：①收縮大，易導(dǎo)致新老砼拉開;②水泥砼本身粘度低，與舊砼結(jié)合差;③新老砼間的界面缺陷易使砼開裂;④養(yǎng)生期長，影響交通。

　　3、快硬硅酸鹽水泥

　　為了使水泥熟料能夠生成較多水化速度快、早期強(qiáng)度高的礦物，在快硬硅酸鹽水泥的生料配料中摻人一定量的CaF2、Ti02、BaO、P205、MnO和Cr。O。，以加快快硬硅酸鹽水泥的凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度?？煊菜嗯渲频男扪a(bǔ)砼性能如下：

　　1)凝結(jié)時(shí)間?？煊菜囗诺哪Y(jié)時(shí)間較快，且初凝與終凝間隔很短。修補(bǔ)施工時(shí)，必須掌握好砼表面的養(yǎng)護(hù)和抹光時(shí)間。此外，快硬水泥砼具有較大的粘塑性，砼塌落度損失快。修補(bǔ)時(shí)，要精心施工，以防產(chǎn)生孔洞。

　　2)強(qiáng)度。快硬水泥砼的強(qiáng)度發(fā)展對環(huán)境溫度較敏感。5℃時(shí)，砼14 h前基本沒有強(qiáng)度，24 h時(shí)的抗壓強(qiáng)度只有5.8 MPa，抗折強(qiáng)度為1.0～1.5MPa;但在20℃時(shí)，砼8 h就可獲得5.4 MPa抗壓強(qiáng)度，24 h的抗壓強(qiáng)度可達(dá)20.2 MPa，抗折強(qiáng)度可達(dá)3.5～4.O MPa;30℃時(shí)，砼8 h就可獲得11.OMPa抗壓強(qiáng)度和2.7 MPa抗折強(qiáng)度，24 h的抗壓強(qiáng)度可達(dá)28.5 MPa，抗折強(qiáng)度達(dá)5.O MPa。采用快硬水泥進(jìn)行砼路面修補(bǔ)，如以老砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%作為修補(bǔ)砼的通車強(qiáng)度要求，施工環(huán)境溫度在5～20℃時(shí)，只需3 d，修補(bǔ)砼路面即可投入使用;20～30℃時(shí)，只需1～2 d，修補(bǔ)砼路面即可投入使用。

　　快硬水泥砼的抗折強(qiáng)度一般是抗壓強(qiáng)度的1/6～1/5。與普通砼相比，其彈性模量稍小一些。

　　3)干縮率。快硬水泥砼的早期干縮率較普通砼稍大，但后期反而變小，所以在一般情況下，可以認(rèn)為快硬硅酸鹽水泥砼的干縮率與普通水泥砼基本相同。收縮率大的缺點(diǎn)也比較明顯，新老砼粘結(jié)差、水化熱高，養(yǎng)護(hù)要求高。

　　4)其他性能?？煊菜囗诺目?jié)B性、吸水性等特性均與普通硅酸鹽水泥相同。它的顏色和普通水泥幾乎一樣，都呈灰色。它的耐久性、安定性以及長期強(qiáng)度等性能均與普通硅酸鹽水泥一樣。

　　4、高鋁水泥

　　高鋁水泥是一種快硬早強(qiáng)型的水硬性膠凝材料。它的主要原料由礬土和石灰石按適當(dāng)比例配合、經(jīng)高溫?zé)Y(jié)或熔融后粉磨而成。高鋁水泥硬化迅速，早期強(qiáng)度高，最快一天的抗折強(qiáng)度可達(dá)5 MPa，抗壓強(qiáng)度可達(dá)25～45 MPa，相當(dāng)于高鋁水泥最終強(qiáng)度的80%。但高鋁水泥的水化產(chǎn)物在高溫下不穩(wěn)定，易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。因此，在較高溫度下，強(qiáng)度下降顯著，可操作施工時(shí)間短，也有一定的收縮率。

　　5、聚合物水泥砂漿和砼

　　摻聚合物乳液的水泥砂漿用表面活性劑分散成為微細(xì)的球形顆粒(粒徑為o.05～1肛m)，懸浮于水中即得聚合物乳液。所用聚合物有天然橡膠、合成橡膠、熱塑性樹脂、熱固性樹脂、瀝青與石蠟等。乳液的濃度通常按重量計(jì)為40%～60%。在摻聚合物乳液時(shí)，必須注意聚合物粒子的電性與漿體中水泥粒子的電性一致。通常水泥粒子帶正電，因此，要盡可能選擇由正離子表面活性劑制成的聚合物乳液。

　　常用的有天然橡膠乳液(將橡膠樹汁濃縮加入穩(wěn)定劑、消泡劑與防老劑等制成)、合成橡膠乳液(由

　　某些單體聚合制成)和熱塑性聚合物乳液等。聚合物在水泥砂漿和砼中的最佳摻量為10%～20%。在此摻量范圍內(nèi)，水泥砼的抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、粘結(jié)性能、防水性能、抗沖擊性和耐磨性等均有明顯改善。

　　美國、日本等國已普遍采用摻加聚合物的水泥砂漿進(jìn)行路面較寬裂縫的修補(bǔ)。我國寧杭(南京一杭州)公路路面工程施工中應(yīng)用聚丙烯醋酸乳液砂漿進(jìn)行薄層修補(bǔ)。摻聚合物乳液的水泥砂漿和砼的主要特點(diǎn)：

　　1)拌和后的砂漿和砼流動(dòng)性好，用水量較普通水泥砂漿和砼低。

　　2)當(dāng)聚合物的摻量為10%～20%時(shí)，與普通水泥砂漿和砼相比，抗拉與抗折強(qiáng)度分別提高150%～1 ooo%，抗壓強(qiáng)度與延伸能力也有所提高。

　　3)與老砼粘結(jié)力強(qiáng)，以摻聚醋酸乙烯酷乳液的水泥砂漿為例，它與老砼的粘結(jié)強(qiáng)度比普通水泥砂漿和砼高9～10倍。

　　4)由于聚合物堵塞了硬化體中的孔隙和加強(qiáng)了水泥石與集料的粘結(jié)，使其抗?jié)B、耐腐蝕性能均有顯著提高。

　　5)與普通水泥砂漿和砼相比，聚合物水泥砂漿和砼的抗沖擊性可提高數(shù)倍至十幾倍，耐磨性也可提高十幾倍至幾十倍。

　　6)干縮水率隨聚合物摻量增大而減小，但因聚合物種類與養(yǎng)護(hù)條件而異。聚合物水泥砂漿和砼的缺點(diǎn)是抗凍性能差，容易起皮。

　　6、水溶性聚合物的水泥砂漿和砼

　　聚合物以水溶液的形式加入水泥砂漿和砼中?？杉尤胨嗌皾{和砼中的水溶性聚合物有酚醛、脈醛及環(huán)氧、聚乙烯醇、密胺甲醛和聚乙烯基吠喃樹脂等，用得較多的是水溶性環(huán)氧樹脂。水溶性聚合物的常用摻量為1%～2%(占水泥重量的百分比)。摻水溶性聚合物的水泥砂漿和砼既可在空氣中硬化，也可在潮濕條件下及水中硬化。這一特性使其很適合于水泥砼路面的修補(bǔ)，采用該材料修補(bǔ)后元需再進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。水泥砂漿和砼中摻入水溶性聚合物后，抗壓強(qiáng)度提高15%～30%，抗拉強(qiáng)度提高1.5～2倍。水溶性聚合物能對水泥漿起塑化作用，當(dāng)保持和易性不變時(shí)，可使砂漿的水灰比從O.42降至 O.29。水泥砂漿和砼中摻入水溶性聚合物，其水泥石的孔隙率可下降10%～20%。砂漿和砼的抗凍性和抗?jié)B性明顯提高，粘結(jié)性能及抗沖擊、耐疲勞與耐化學(xué)腐蝕等性能均得到明顯改善。

　　7、纖維增強(qiáng)水泥砼

　　為了克服水泥砼抗折強(qiáng)度低、抗裂性差和脆性大的缺點(diǎn)，在水泥砼中摻人一定數(shù)量的纖維，以提高砼的抗拉、抗剪、抗折、抗沖擊強(qiáng)度和降低脆性。目前，主要有以下2種：

　　1)玻璃纖維增強(qiáng)水泥砼。玻璃纖維是一種由熔融態(tài)的玻璃制成的人造纖維。普通的無堿或中堿玻璃纖維耐堿性很差，放置于Ca(OH)2的飽和溶液或硅酸鹽水泥生成的液相中，抗拉強(qiáng)度會(huì)大幅度下降，從而失去增強(qiáng)作用。因此，用于水泥砼的玻璃纖維必須是抗堿的玻璃纖維。采用混拌法將預(yù)先切短的抗堿玻璃纖維均勻地加入水泥砼中，纖維的長度以25 mm為宜，纖維體積率一般以3%～5%為宜?？箟A玻璃纖維對水泥砼的增強(qiáng)作用顯著，其抗折強(qiáng)度可提高到15～20 MPa，抗沖擊強(qiáng)度可達(dá)1.5～2.5 MPa，彈性模量約為2×10‘MPa。水泥砼中摻入適量的抗堿玻璃纖維，其強(qiáng)度特性將會(huì)得到明顯改善。但玻璃纖維與水泥砼的攪拌不易均勻，生產(chǎn)較為困難;抗堿玻璃纖維的堿腐蝕仍無法避免，且成本高。

　　2)鋼纖維增強(qiáng)砼。鋼纖維是一種纖維與顆粒相結(jié)合而成的復(fù)合材料，通過兩者之間的界面作用成為一體，在受力過程中兩種材料各施所長，顯著地提高砼的各項(xiàng)指標(biāo)。鋼纖維砼的抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度高;在動(dòng)荷載下，抗沖擊能力好，抗彎、抗沖擊韌性優(yōu)異，耐疲勞壽命長，并具有良好的阻止和抑制溫度應(yīng)力引起裂縫產(chǎn)生和擴(kuò)展的能力。此外，鋼纖維砼的抗凍性和耐磨性良好。這些性能可延長路面的使用年限。采用鋼纖維增強(qiáng)砼，面層厚度可減薄l/2以上。但是鋼纖維砼的成本比普通砼高，而且普通砼中加入鋼纖維，早期強(qiáng)度仍然不高，用于快速修補(bǔ)時(shí)，仍要和快速修補(bǔ)劑配合使用。