聚合物（PBA）结构纤维（Rimix）混凝土桥面调平层应用研究

俞小敏

摘要：本文通过对聚合物（PBA）结构纤维（Rimix）混凝土桥面调平层在工程实践中的应用研究，验证了其各项路用性能，并总结出聚合物结构纤维混凝土桥面调平层施工工艺及质量控制方法。

在京沪高速公路专项治理工程中，我们结合工程项目中存在的实际病害，决定采用聚合物（PBA）结构纤维（Rimix）混凝土桥面调平层作为桥面处理的结构层，经多次试验段验证了该结构层的路用性能及各项性能指标，通过解决实际施工中出现的问题，总结出施工工藝及施工质量控制（QC）方法。

一、 桥面调平层修补对材料的主要要求

1、与基层粘接力强;

2、材料抗折抗压强度满足通车要求;

3、材料抗裂、抗疲劳性能好;

4、材料耐蚀、防生锈、防老化;

二、桥面调平层修补方案

采用聚合物结构纤维细石混凝土进行桥面的修补，该混凝土由PBA 聚合物乳液、Rimix 结构纤维和石子粒径为5-20mm 的碎石混凝土组成。

为保证薄层修补材料与老混凝土的粘接性能，在采用聚合物结构纤维混凝土施工时，应采用PBA 聚合物净浆打底以减少新老混凝土的界面缺陷。

基准细石混凝土的初步配合比如下：

水泥：水：砂：细石=525：168：645：1095

备注：

1、此配合比为初步配合比，施工时需根据现场砂石及气温情况试验验证并调整。

2、加水时应扣除PBA 聚合物乳液中含水量，由于PBA 聚合物乳液的固含量为40%，因此当PBA 聚合物乳液掺量为水泥用量的10%时，应扣除加水量30kg 左右，具体用水量根据试验确定，以混凝土坍落度控制在3cm 为准。

3、PBA 聚合物乳液有一定的减水率，因此不需掺入减水剂。

4、如需快速通车，此配合比中还应增加混凝土早强剂。

PBA 聚合物乳液的掺量：水泥用量的10-20%，建议掺量10%。

Rimix 结构纤维的掺量：1.8-4.5kg/m3，建议掺量3.0 kg/m3，长度选择12mm。

三、PBA 聚合物乳液简介

PBA 聚合物乳液是一种高分子聚合物乳液，加入水泥混凝土即可配制成PBA 聚合物水泥混凝土。

PBA 聚合物混凝土与普通混凝土相比，具有如下特点：

1、抗拉、抗折强度可以提高35%～50%。

2、极限引伸率可以提高1～3 倍，弹性模量降低、收缩小、抗裂性显著提高。

3、与老混凝土及钢板粘结强度可以提高4 倍以上。

4、提高密实性，2 天吸水率降低10 倍，抗渗性提高1.5 倍，抗氯离子渗透能力提高8 倍。

5、抗冻指标>D300。

6、抗老化性能好，经2160 小时碳弧灯紫外线加速老化，性能同普通混凝土。

7、能耐2%硫酸，5%以下盐酸，硝酸及氢氟酸，耐氨水、乙酸、苯等化学介质腐蚀。

与普通混凝土相比，聚合物混凝土具有抗拉强度高、拉压弹性模量低、干缩变形小、抗冻、抗渗、抗冲耐磨，与混凝土粘结强度高，具有一定的弹性，抗裂性能高。与环氧混凝土相比，还具有施工工艺简单、操作方便、无毒、成本低（是环氧混凝土的1/3～1/5）等优点。适用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蚀、冻融破坏及化学侵蚀而引起的混凝土表层开裂、剥蚀等混凝土表面薄层修补。

四、Rimix 结构纤维简介

Rimix 结构纤维是派尼尔公司引进欧洲专业技术生产的新一代结构增强合成纤维。产品由聚丙烯和聚乙烯为主要原料，经特殊的生产工艺精制而成。其表面粗糙，外形轮廓分明，具有良好的分散及与水泥基体的粘接力，产品既有钢纤维的功能，又有合成纤维的优点，主要用来代替在混凝土面板结构中的钢纤维。Rimix 结构纤维物理参数如下：

五、 聚合物结构纤维混凝土施工及质量控制

采用聚合物结构纤维混凝土进行修补加固处理时，应根据当地的气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工。施工流程为：旧混凝土凿毛→用清水冲洗饱和→安装阻裂钢筋网→PBA 聚合物净浆打底→浇筑聚合物结构纤维混凝土→养护。

1、基底处理

（1）凿毛。为确保聚合物结构纤维混凝与基底混凝土具有良好的粘结，一般用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物（有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷）。如基面松动严重，应采用人工凿毛方法，凿掉破损的混凝土，使基底露出坚硬、牢固的混凝土面，凿毛必须彻底全面。

（2）饱和。对凿除的混凝土表面，采用高压水枪（采用饮用水）将碎屑、灰尘冲洗干净，并连续、均匀地喷洒，使表层混凝土达到饱和状态，且表面无明水。

2、聚合物结构纤维混凝的配制

根据选用的原材料、设计技术及施工和易性要求事先进行试拌。搅拌工艺可采用人工拌合（小方量）、搅拌机拌合（大方量）。按试验优化确定的最佳性能的配合比。

先将称好的水泥、砂及结构纤维加入干拌3 分钟，再将称好的PBA 乳液和水混合后加入，充分搅拌均匀即可。各组分配比必须严格控制。

每次拌和的混凝土应根据施工的进度确定。拌和的混凝土存放的时间不宜超过45min。若拌合混凝土未及时使用而出现干硬现象，不能再加水重新拌和，应舍弃不用。

3、 聚合物结构纤维混凝的施工

（1）净浆打底。净浆配比为1kgPBA 加2kg 水泥再加适量的水。

（2）聚合物结构纤维混凝施工。待净浆用手摸感到似粘非粘时，应立即浇注混凝土，操作速度要快，且朝一个方向，一次用力抹平，避免反复抹面。

（3）聚合物结构纤维混凝土适宜在5～30℃的环境温度下进行施工。

4、聚合物结构纤维混凝的养护

（1）聚合物结构纤维混凝土在终凝后应及时进行养护：

①养护温度不宜低于5℃;

②养护时间不得少于7 天;

③养护期间应保持湿润。

（2）聚合物结构纤维混凝土未达到硬化状态时，不得浇水养护或直接受雨水冲刷，硬化后应采用干湿交替的养护方法，在潮湿环境中可在自然条件下养护。

5、聚合物结构纤维混凝土的施工控制

（1）为保证聚合物结构纤维混凝土的施工质量，必须建立、健全质量保证体系。施工人员应严格按操作程序，对各道工序进行检查验收。

（2）混凝土层外观平整，层面与基底结合牢固。

（3）在施工过程中按设计要求进行现场抽样检验，必要时可现场进行钻孔取芯试验，以检查其效果。

6、聚合物结构纤维混凝的施工注意事项

（1）每次拌制的聚合物结构纤维混凝土应在30-45 分钟内用完，一次不宜拌合太多;

（2）施工过程中不得经常加水;

（3）冬季施工时，气温不应低于5℃;

（4）表面略干后，宜喷雾养护，一昼夜后再洒水养护至少7 天;

（5）所有施工机具在施工前后清洗干净，施工完毕后更要及时清洗。

结论：

该结构层具有优异的粘结、抗裂、抗冻、防渗、防腐、抗氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能。适用于港口水利、公路桥梁及高层建筑地下室的薄层修补工程及防渗护面工程。

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