用于桥面铺装层的玄武岩纤维增强聚合物混凝土试验研究

崔雷

【摘 要】在论文的研究中，重点对用于桥面铺装层的玄武岩纤维增强聚合物混凝土试验进行了研究，研究表明，玄武岩纤维与丁苯乳液联合能够提高混凝土的抗压能力、抗折能力、干缩能力以及微观样貌等，但应对纤维的产量进行控制，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.

【關键词】桥面铺装；玄武岩；混凝土；纤维增强聚合物

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

【中图分类号】P62 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）07-0131-02

1 引言

随着工业产业的大力发展，关于工程试验的研究也逐渐成为重点的研究领域[1]。通过对相关工程的调查和研究，发现 在钢筋混凝土桥面铺装施工时，混凝土性能低对于桥梁后期的养护费用有很大的影响[2]。同时，对桥梁的安全性也有很大的影响。通过对已有文献的检索，研究发现，在提高混凝土性能的过程中，聚合物水泥混凝土以及纤维混凝土等复合材料具有一定的价值[3]。然而，在研究桥面铺装纤维混凝土性能方面，我国还比较缺乏[4]。为进一步提高玄武岩纤维的应用领域，本研究对用于桥面铺装层的玄武岩纤维增强聚合物混凝土进行了试验研究，以希望本文的研究能够为提高桥面铺设的质量提供借鉴和参考。

2 试验方案概况

在进行试验的过程中，本研究的试验材料主要有水泥、粉煤灰、集料、玄武岩纤维、外加剂以及聚合物乳液。不同试验材料的具体参数也是有一定的标准的，具体来说，不同试验材料的具体参数标准，如表1所示。

在进行实验的过程中，混凝土强度的等级是C50。具体的试验材料和配合比，玄武纤维的掺量以及丁苯乳液的掺量，如表2所示。

在进行实验的过程中，本研究主要对玄武岩纤维聚合物混凝土桥面铺装的抗压强度、抗折性能、干缩性能以及微观样貌进行试验。

3 试验结果

3.1 抗压性能

通过研究玄武岩纤维聚合物混凝土桥面铺装的抗压性能，研究表明，在丁苯乳液的产量是10%的过程中，混凝土第5d的抗压性能随着玄武岩纤维掺量的增加而增加，界限为1.5kg/m3。随后呈现的趋势是下降的趋势。混凝土第25d的抗压性能随着玄武岩纤维掺入量的增加而呈现出增加的趋势，界限为2.5kg/m3。随后呈现的趋势是下降的趋势。

在此基础上，通过比较不同丁苯乳液掺入量对混凝土抗压性能的影响，研究显示，丁苯乳液掺入量为10%时，抗压性能最强。也就是说，在玄武岩纤维掺入量达到2.5kg/m3时，并保证丁苯乳液的掺入量在10%的时候，混凝土的抗压性能是最佳的。因此，为进一步提高混凝土的抗压性能，从混凝土抗压性能这一角度来说，应对玄武岩纤维掺入量以及丁苯乳液的掺入量进行严格把控。

3.2 抗折性能

通过研究玄武岩纤维聚合物混凝土桥面铺装的抗折性能，研究表明，混凝土第5d和第25d的扛折性能会随着玄武岩纤维掺量的不断加大，抗折强度会先下降，然后增加，再下降的趋势。通过本文的研究，表明在玄武岩纤维掺入量为2.5kg/m3时，混凝土抗折的强度最佳。

通过对不同丁苯乳液掺入量的比较和分析，研究显示，随着丁苯乳液掺入量的增加，抗折强度的变化趋势是先增加，然后降低。在丁苯乳液掺入量为10%的时候，混凝土的抗折性能是最好的。也就是说，从混凝土抗折性能这一角度来说，在玄武岩纤维掺入量达到2.5kg/m3时，并保证丁苯乳液的掺入量在10%的时候，混凝土的抗折性能是最佳的。因此，为进一步提高混凝土的抗折性能，应对玄武岩纤维掺入量以及丁苯乳液的掺入量进行严格把控。

3.3 干缩性能

通过研究玄武岩纤维聚合物混凝土桥面铺装的干缩性能，研究表明，在玄武岩纤维掺入量不断增加的过程中，不同龄期聚合物混凝土的干缩值所表现出的发展趋势是增加的。然而，通过本文的研究，研究结果表明，干缩值的上升趋势是十分不显著的。这也就是说，玄武岩纤维掺入量的多少对混凝土的干缩值会有显著的影响，进而影响混凝土干缩的性能。

在此基础上，通过进一步的试验，试验结果表明，丁苯乳液掺入量的增加，对干缩值也有一定的影响。通过本文的研究，研究结果显示，在丁苯乳液掺入量增加的过程中，随着掺入量和龄期的增加，混凝土干缩值呈现的趋势是先降低，然后增加的趋势，这也就是说，丁苯乳液对玄武岩纤维混凝凝土干缩值是有显著的影响的。通过本文的进一步分析，研究显示，玄武岩纤维掺入量的增加能够在一定程度上改善混凝土的干缩值，但丁苯乳液能够更好地进一步降低玄武岩纤维对干缩性能的不利影响。因此，在实际的应用过程中，应将玄武岩纤维与丁苯乳液合理融合，以更好地改善混凝土的干缩性能，从而提高混凝土的质量。

3.4 微观样貌

通过研究玄武岩纤维聚合物混凝土桥面铺装的微观样貌，研究表明，在纤维混凝土中掺入丁苯乳液，将玄武岩纤维拔出的过程中，混凝土表面会存在水泥水化物。这也就是说，这种变化的出现，丁苯乳液的掺入是最关键的影响因素。在增加丁苯乳液的过程中，在混凝土界面和玄武岩纤维的中间区域，形成了一个过渡层，即形成了较好的结合界面。在混凝土受力后，荷载会转移到玄武岩纤维上，进而在很大程度上降低了混凝土裂缝的发生几率，从而起到保障桥梁质量和安全的作用。立法内外，在混凝土界面中，聚合物薄膜的形成还有助于加强对裂缝拓展的约束，进而在一定程度上提高对外部环境的抵抗能力。因此，在实际的应用过程中，玄武岩纤维应与丁苯乳液进行有效的联合。同时，还应对玄武岩纤维掺入量以及丁苯乳液的掺入量进行严密的控制和监控，方能提高混凝土的质量，提高桥梁建筑的质量和安全。

4 结论

为进一步提高桥梁的质量和安全，也为最大限度降低后期维护的成本，通过本文的研究，认为玄武岩纤维与丁苯乳液联合能够提高混凝土的抗压能力、抗折能力、干缩能力以及微观样貌等。然而，在实际的应用过程中，为保障混凝土的性能，应对纤维的掺量进行控制，并将其保持在2.5kg/m3。与此同时，在实际的应用过程中，为促使混凝土性能达到最佳程度，还应将聚合物的胶凝材料用量控制在10%左右。总之，希望通过本文的研究能够为桥梁建筑工程的有效开展提供参考和借鉴。

【参考文献】

【1】李光辉，杨静，宋云祥.用于桥面铺装层的玄武岩纤维增强聚合物混凝土试验研究[J].公路，2016，15（1）：192-196.

【2】葛倩如.玄武岩纤维高粘沥青桥面铺装层数值分析[D].杭州：浙江大学，2015.

【3】严则琪.玄武岩纤维在桥面铺装混凝土维修中的应用[J].中国房地产业，2017，25（15）：124-127.

【4】赵斌.桥面纤维混凝土路用性能研究[J].公路交通科技（应用技术版），2015，13（8）：125-128.