【摘要】为避免桥面铺装混凝土的早期破坏, 增加行车的舒适性, 延长铺装及桥梁主体的使用寿命, 研究以聚丙烯纤维网水泥混凝土替代普通水泥混凝土作为桥面铺装材料, 改善混凝土性能并利用聚丙烯纤维网良好的施工性能和化学稳定性。通过试验研究其主要力学性能, 并对试验结果加以分析。
【关键词】纤维网混凝土; 抗压强度; 抗折强度; 劈裂抗拉强度
【中图分类号】U443.33 【文献标识码】A
【文章编号】1008- 5696- ( 2006) 05- 0003- 02
现代交通行车速度的提高、特别是大型载重车辆的增加，使桥面铺装早期破坏成为桥梁的一大病害，主要表现在：第一，引起跳车，影响行车舒适性，降低运营服务水平。而跳车产生冲击力加剧桥面铺装的破损，形成恶性循环。第二，降低了桥面铺装的防水功能，可能危及桥梁主体的使用寿命。第三，增加维修养护的经济负担。
有资料显示，在常温条件下聚丙烯纤维网可使水泥混凝土的塑性收缩小，裂纹少；坚韧性、延展性和抗撞击力高；抗压强度、耐磨和抗渗性能好，可提高桥面铺装混凝土的质量和耐久性。以聚丙烯纤维网（ FibermeshTM）改善水泥混凝土桥面铺装抗冻性能的研究旨在探索低温条件下聚丙烯纤维网加强水泥混凝土桥面铺装的使用效果，从而对解决我省桥面铺装开裂破损问题有所贡献。本研究分为两阶段，第一阶段进行力学性能室内试验研究；第二阶段，进行抗冻性能研究。本文为第一阶段研究成果。
1 “聚丙烯纤维网”简介
“ 聚丙烯纤维网（”FibermeshTM）是美国于20 世纪80 年代中期研制成功的一种新型加强材料。它适合于公路水泥混凝土路面、机场跑道、桥涵等多种混凝土工程的加强。这种纤维加强技术不同于以往的聚丙烯长丝和钢纤维等，在外观和分散过程上有较大不同，如图1 所示。
2 聚丙烯纤维网混凝土力学性能实验分析
试验用混凝土为牡丹江牌普通硅酸盐水泥42（5# 掺火山灰），砂为松花江产中砂，粗集料为阿城产碎石，纤维掺量为0.9kg/m3，混凝土配合比如表1 所示。聚丙烯纤维网最突出的优点是分散均匀、便于施工，无须改变原有水泥混凝土的施工方法和混凝土配合比，这也是有别于其它纤维（ 钢纤维等）优点之一。搅拌方法与普通混凝土一致，拌和时间取4 分30s。
2.1 聚丙烯纤维网增强混凝土的抗折强度试验
抗折强度试验结果如表2、图2 所示。
从试验结果来看，聚丙烯纤维网（ FibermeshTM）对提高水泥混凝土的抗折强度有一定效果，无论7d 还是28d 龄期，试件的抗折强度都高于基准混凝土试件。
2.2 聚丙烯纤维网混凝土抗压强度试验
抗压强度试验结果如表3、图3 所示。
2.3 聚丙烯纤维网混凝土的劈裂抗拉强度试验
基准混凝土和聚丙烯纤维网混凝土的立方体试件劈裂抗拉强度对比试验情况如表4 所示。
2.4 聚丙烯纤维混凝土抗渗性试验
采用渗水高度试验方法，0.8MPa 恒压12h，两种混凝土的渗水高度如表5。
纤维混凝土的抗渗性远优于基准混凝土，间接体现出纤维混凝土在密实度和内部裂纹缺陷各方面要优于普通的水泥混凝土。
2.5 混凝土毛体积密度测定
实测混凝土毛体积密度对比如表6 所示。
3 试验结果分析
聚丙烯纤维网能够提高混凝土的力学指标，但提高幅度不大。同时由于这种纤维具有低弹性模量和高延伸率的特点，因此不能替代钢筋作为混凝土的主要受力材料，但作为桥面铺装材料已经很好了。
纤维混凝土的发展趋势是由硬纤维向软纤维发展，软纤维又由单丝纤维向网状纤维发展。聚丙烯纤维网与单丝型聚丙烯纤维长丝相比，施工和拌和分散更方便、容易。与碳纤维和钢纤维相比，其优点是不仅便于施工，分散容易，而且化学性质稳定，另外还避免了钢纤维对轮胎的磨损。掺加聚丙烯纤维网的混凝土力学性能提高不很显著，但抗渗性的改善幅度很大，这意味着在低温与冰雪的共同作用下，聚丙烯纤维网混凝土可以减少水分的渗入，进而减少因混凝土所含水分冻结、膨胀而引起的表面剥蚀，这将非常有利于混凝土冰冻耐久性的提高，并有效延长桥面铺装的使用寿命。
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