用于橋面鋪裝層的玄武巖纖維增強聚合物混凝土試驗研究

崔雷

【摘 要】在論文的研究中，重點對用于橋面鋪裝層的玄武巖纖維增強聚合物混凝土試驗進行了研究，研究表明，玄武巖纖維與丁苯乳液聯合能夠提高混凝土的抗壓能力、抗折能力、干縮能力以及微觀樣貌等，但應對纖維的產量進行控制，方能促使混凝土的性能最大化。

【Abstract】 In the research of this paper， the experiment of basalt fiber reinforced polymer concrete used for bridge deck pavement is mainly studied. The results show that the combination of basalt fiber and styrene butadiene emulsion can improve the compressive ability， flexural ability， dry shrinkage ability and microcosmic appearance of the concrete. However， the yield of fiber should be controlled， so as to maximize the performance of concrete.

【關鍵詞】橋面鋪裝；玄武巖；混凝土；纖維增強聚合物

【Keywords】 bridge deck pavement； basalt； concrete； fiber reinforced polymer.

【中圖分類號】P62 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）07-0131-02

1 引言

隨著工業產業的大力發展，關于工程試驗的研究也逐漸成為重點的研究領域[1]。通過對相關工程的調查和研究，發現 在鋼筋混凝土橋面鋪裝施工時，混凝土性能低對于橋梁后期的養護費用有很大的影響[2]。同時，對橋梁的安全性也有很大的影響。通過對已有文獻的檢索，研究發現，在提高混凝土性能的過程中，聚合物水泥混凝土以及纖維混凝土等復合材料具有一定的價值[3]。然而，在研究橋面鋪裝纖維混凝土性能方面，我國還比較缺乏[4]。為進一步提高玄武巖纖維的應用領域，本研究對用于橋面鋪裝層的玄武巖纖維增強聚合物混凝土進行了試驗研究，以希望本文的研究能夠為提高橋面鋪設的質量提供借鑒和參考。

2 試驗方案概況

在進行試驗的過程中，本研究的試驗材料主要有水泥、粉煤灰、集料、玄武巖纖維、外加劑以及聚合物乳液。不同試驗材料的具體參數也是有一定的標準的，具體來說，不同試驗材料的具體參數標準，如表1所示。

在進行實驗的過程中，混凝土強度的等級是C50。具體的試驗材料和配合比，玄武纖維的摻量以及丁苯乳液的摻量，如表2所示。

在進行實驗的過程中，本研究主要對玄武巖纖維聚合物混凝土橋面鋪裝的抗壓強度、抗折性能、干縮性能以及微觀樣貌進行試驗。

3 試驗結果

3.1 抗壓性能

通過研究玄武巖纖維聚合物混凝土橋面鋪裝的抗壓性能，研究表明，在丁苯乳液的產量是10%的過程中，混凝土第5d的抗壓性能隨著玄武巖纖維摻量的增加而增加，界限為1.5kg/m3。隨后呈現的趨勢是下降的趨勢。混凝土第25d的抗壓性能隨著玄武巖纖維摻入量的增加而呈現出增加的趨勢，界限為2.5kg/m3。隨后呈現的趨勢是下降的趨勢。

在此基礎上，通過比較不同丁苯乳液摻入量對混凝土抗壓性能的影響，研究顯示，丁苯乳液摻入量為10%時，抗壓性能最強。也就是說，在玄武巖纖維摻入量達到2.5kg/m3時，并保證丁苯乳液的摻入量在10%的時候，混凝土的抗壓性能是最佳的。因此，為進一步提高混凝土的抗壓性能，從混凝土抗壓性能這一角度來說，應對玄武巖纖維摻入量以及丁苯乳液的摻入量進行嚴格把控。

3.2 抗折性能

通過研究玄武巖纖維聚合物混凝土橋面鋪裝的抗折性能，研究表明，混凝土第5d和第25d的扛折性能會隨著玄武巖纖維摻量的不斷加大，抗折強度會先下降，然后增加，再下降的趨勢。通過本文的研究，表明在玄武巖纖維摻入量為2.5kg/m3時，混凝土抗折的強度最佳。

通過對不同丁苯乳液摻入量的比較和分析，研究顯示，隨著丁苯乳液摻入量的增加，抗折強度的變化趨勢是先增加，然后降低。在丁苯乳液摻入量為10%的時候，混凝土的抗折性能是最好的。也就是說，從混凝土抗折性能這一角度來說，在玄武巖纖維摻入量達到2.5kg/m3時，并保證丁苯乳液的摻入量在10%的時候，混凝土的抗折性能是最佳的。因此，為進一步提高混凝土的抗折性能，應對玄武巖纖維摻入量以及丁苯乳液的摻入量進行嚴格把控。

3.3 干縮性能

通過研究玄武巖纖維聚合物混凝土橋面鋪裝的干縮性能，研究表明，在玄武巖纖維摻入量不斷增加的過程中，不同齡期聚合物混凝土的干縮值所表現出的發展趨勢是增加的。然而，通過本文的研究，研究結果表明，干縮值的上升趨勢是十分不顯著的。這也就是說，玄武巖纖維摻入量的多少對混凝土的干縮值會有顯著的影響，進而影響混凝土干縮的性能。

在此基礎上，通過進一步的試驗，試驗結果表明，丁苯乳液摻入量的增加，對干縮值也有一定的影響。通過本文的研究，研究結果顯示，在丁苯乳液摻入量增加的過程中，隨著摻入量和齡期的增加，混凝土干縮值呈現的趨勢是先降低，然后增加的趨勢，這也就是說，丁苯乳液對玄武巖纖維混凝凝土干縮值是有顯著的影響的。通過本文的進一步分析，研究顯示，玄武巖纖維摻入量的增加能夠在一定程度上改善混凝土的干縮值，但丁苯乳液能夠更好地進一步降低玄武巖纖維對干縮性能的不利影響。因此，在實際的應用過程中，應將玄武巖纖維與丁苯乳液合理融合，以更好地改善混凝土的干縮性能，從而提高混凝土的質量。

3.4 微觀樣貌

通過研究玄武巖纖維聚合物混凝土橋面鋪裝的微觀樣貌，研究表明，在纖維混凝土中摻入丁苯乳液，將玄武巖纖維拔出的過程中，混凝土表面會存在水泥水化物。這也就是說，這種變化的出現，丁苯乳液的摻入是最關鍵的影響因素。在增加丁苯乳液的過程中，在混凝土界面和玄武巖纖維的中間區域，形成了一個過渡層，即形成了較好的結合界面。在混凝土受力后，荷載會轉移到玄武巖纖維上，進而在很大程度上降低了混凝土裂縫的發生幾率，從而起到保障橋梁質量和安全的作用。立法內外，在混凝土界面中，聚合物薄膜的形成還有助于加強對裂縫拓展的約束，進而在一定程度上提高對外部環境的抵抗能力。因此，在實際的應用過程中，玄武巖纖維應與丁苯乳液進行有效的聯合。同時，還應對玄武巖纖維摻入量以及丁苯乳液的摻入量進行嚴密的控制和監控，方能提高混凝土的質量，提高橋梁建筑的質量和安全。

4 結論

為進一步提高橋梁的質量和安全，也為最大限度降低后期維護的成本，通過本文的研究，認為玄武巖纖維與丁苯乳液聯合能夠提高混凝土的抗壓能力、抗折能力、干縮能力以及微觀樣貌等。然而，在實際的應用過程中，為保障混凝土的性能，應對纖維的摻量進行控制，并將其保持在2.5kg/m3。與此同時，在實際的應用過程中，為促使混凝土性能達到最佳程度，還應將聚合物的膠凝材料用量控制在10%左右。總之，希望通過本文的研究能夠為橋梁建筑工程的有效開展提供參考和借鑒。

【參考文獻】

【1】李光輝，楊靜，宋云祥.用于橋面鋪裝層的玄武巖纖維增強聚合物混凝土試驗研究[J].公路，2016，15（1）：192-196.

【2】葛倩如.玄武巖纖維高粘瀝青橋面鋪裝層數值分析[D].杭州：浙江大學，2015.

【3】嚴則琪.玄武巖纖維在橋面鋪裝混凝土維修中的應用[J].中國房地產業，2017，25（15）：124-127.

【4】趙斌.橋面纖維混凝土路用性能研究[J].公路交通科技（應用技術版），2015，13（8）：125-128.