聚合物（PBA）結構纖維（Rimix）混凝土橋面調平層應用研究

俞小敏

摘要：本文通過對聚合物（PBA）結構纖維（Rimix）混凝土橋面調平層在工程實踐中的應用研究，驗證了其各項路用性能，并總結出聚合物結構纖維混凝土橋面調平層施工工藝及質量控制方法。

在京滬高速公路專項治理工程中，我們結合工程項目中存在的實際病害，決定采用聚合物（PBA）結構纖維（Rimix）混凝土橋面調平層作為橋面處理的結構層，經多次試驗段驗證了該結構層的路用性能及各項性能指標，通過解決實際施工中出現(xiàn)的問題，總結出施工工藝及施工質量控制（QC）方法。

一、 橋面調平層修補對材料的主要要求

1、與基層粘接力強;

2、材料抗折抗壓強度滿足通車要求;

3、材料抗裂、抗疲勞性能好;

4、材料耐蝕、防生銹、防老化;

二、橋面調平層修補方案

采用聚合物結構纖維細石混凝土進行橋面的修補，該混凝土由PBA 聚合物乳液、Rimix 結構纖維和石子粒徑為5-20mm 的碎石混凝土組成。

為保證薄層修補材料與老混凝土的粘接性能，在采用聚合物結構纖維混凝土施工時，應采用PBA 聚合物凈漿打底以減少新老混凝土的界面缺陷。

基準細石混凝土的初步配合比如下：

水泥：水：砂：細石=525：168：645：1095

備注：

1、此配合比為初步配合比，施工時需根據(jù)現(xiàn)場砂石及氣溫情況試驗驗證并調整。

2、加水時應扣除PBA 聚合物乳液中含水量，由于PBA 聚合物乳液的固含量為40%，因此當PBA 聚合物乳液摻量為水泥用量的10%時，應扣除加水量30kg 左右，具體用水量根據(jù)試驗確定，以混凝土坍落度控制在3cm 為準。

3、PBA 聚合物乳液有一定的減水率，因此不需摻入減水劑。

4、如需快速通車，此配合比中還應增加混凝土早強劑。

PBA 聚合物乳液的摻量：水泥用量的10-20%，建議摻量10%。

Rimix 結構纖維的摻量：1.8-4.5kg/m3，建議摻量3.0 kg/m3，長度選擇12mm。

三、PBA 聚合物乳液簡介

PBA 聚合物乳液是一種高分子聚合物乳液，加入水泥混凝土即可配制成PBA 聚合物水泥混凝土。

PBA 聚合物混凝土與普通混凝土相比，具有如下特點：

1、抗拉、抗折強度可以提高35%～50%。

2、極限引伸率可以提高1～3 倍，彈性模量降低、收縮小、抗裂性顯著提高。

3、與老混凝土及鋼板粘結強度可以提高4 倍以上。

4、提高密實性，2 天吸水率降低10 倍，抗?jié)B性提高1.5 倍，抗氯離子滲透能力提高8 倍。

5、抗凍指標>D300。

6、抗老化性能好，經2160 小時碳弧燈紫外線加速老化，性能同普通混凝土。

7、能耐2%硫酸，5%以下鹽酸，硝酸及氫氟酸，耐氨水、乙酸、苯等化學介質腐蝕。

與普通混凝土相比，聚合物混凝土具有抗拉強度高、拉壓彈性模量低、干縮變形小、抗凍、抗?jié)B、抗沖耐磨，與混凝土粘結強度高，具有一定的彈性，抗裂性能高。與環(huán)氧混凝土相比，還具有施工工藝簡單、操作方便、無毒、成本低（是環(huán)氧混凝土的1/3～1/5）等優(yōu)點。適用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蝕、凍融破壞及化學侵蝕而引起的混凝土表層開裂、剝蝕等混凝土表面薄層修補。

四、Rimix 結構纖維簡介

Rimix 結構纖維是派尼爾公司引進歐洲專業(yè)技術生產的新一代結構增強合成纖維。產品由聚丙烯和聚乙烯為主要原料，經特殊的生產工藝精制而成。其表面粗糙，外形輪廓分明，具有良好的分散及與水泥基體的粘接力，產品既有鋼纖維的功能，又有合成纖維的優(yōu)點，主要用來代替在混凝土面板結構中的鋼纖維。Rimix 結構纖維物理參數(shù)如下：

五、 聚合物結構纖維混凝土施工及質量控制

采用聚合物結構纖維混凝土進行修補加固處理時，應根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件、工程特點及施工進度合理組織施工。施工流程為：舊混凝土鑿毛→用清水沖洗飽和→安裝阻裂鋼筋網→PBA 聚合物凈漿打底→澆筑聚合物結構纖維混凝土→養(yǎng)護。

1、基底處理

（1）鑿毛。為確保聚合物結構纖維混凝與基底混凝土具有良好的粘結，一般用鋼絲刷或噴砂方法清除表面浮層污物（有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷）。如基面松動嚴重，應采用人工鑿毛方法，鑿掉破損的混凝土，使基底露出堅硬、牢固的混凝土面，鑿毛必須徹底全面。

（2）飽和。對鑿除的混凝土表面，采用高壓水槍（采用飲用水）將碎屑、灰塵沖洗干凈，并連續(xù)、均勻地噴灑，使表層混凝土達到飽和狀態(tài)，且表面無明水。

2、聚合物結構纖維混凝的配制

根據(jù)選用的原材料、設計技術及施工和易性要求事先進行試拌。攪拌工藝可采用人工拌合（小方量）、攪拌機拌合（大方量）。按試驗優(yōu)化確定的最佳性能的配合比。

先將稱好的水泥、砂及結構纖維加入干拌3 分鐘，再將稱好的PBA 乳液和水混合后加入，充分攪拌均勻即可。各組分配比必須嚴格控制。

每次拌和的混凝土應根據(jù)施工的進度確定。拌和的混凝土存放的時間不宜超過45min。若拌合混凝土未及時使用而出現(xiàn)干硬現(xiàn)象，不能再加水重新拌和，應舍棄不用。

3、 聚合物結構纖維混凝的施工

（1）凈漿打底。凈漿配比為1kgPBA 加2kg 水泥再加適量的水。

（2）聚合物結構纖維混凝施工。待凈漿用手摸感到似粘非粘時，應立即澆注混凝土，操作速度要快，且朝一個方向，一次用力抹平，避免反復抹面。

（3）聚合物結構纖維混凝土適宜在5～30℃的環(huán)境溫度下進行施工。

4、聚合物結構纖維混凝的養(yǎng)護

（1）聚合物結構纖維混凝土在終凝后應及時進行養(yǎng)護：

①養(yǎng)護溫度不宜低于5℃;

②養(yǎng)護時間不得少于7 天;

③養(yǎng)護期間應保持濕潤。

（2）聚合物結構纖維混凝土未達到硬化狀態(tài)時，不得澆水養(yǎng)護或直接受雨水沖刷，硬化后應采用干濕交替的養(yǎng)護方法，在潮濕環(huán)境中可在自然條件下養(yǎng)護。

5、聚合物結構纖維混凝土的施工控制

（1）為保證聚合物結構纖維混凝土的施工質量，必須建立、健全質量保證體系。施工人員應嚴格按操作程序，對各道工序進行檢查驗收。

（2）混凝土層外觀平整，層面與基底結合牢固。

（3）在施工過程中按設計要求進行現(xiàn)場抽樣檢驗，必要時可現(xiàn)場進行鉆孔取芯試驗，以檢查其效果。

6、聚合物結構纖維混凝的施工注意事項

（1）每次拌制的聚合物結構纖維混凝土應在30-45 分鐘內用完，一次不宜拌合太多;

（2）施工過程中不得經常加水;

（3）冬季施工時，氣溫不應低于5℃;

（4）表面略干后，宜噴霧養(yǎng)護，一晝夜后再灑水養(yǎng)護至少7 天;

（5）所有施工機具在施工前后清洗干凈，施工完畢后更要及時清洗。

結論：

該結構層具有優(yōu)異的粘結、抗裂、抗凍、防滲、防腐、抗氯離子滲透、耐磨、耐老化等性能。適用于港口水利、公路橋梁及高層建筑地下室的薄層修補工程及防滲護面工程。

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