淺析水泥砼路面常見修復材料的特性

　　下面砼修補方案為您了解到水泥砼路面常見修復材料的特性，一起來了解吧。

　　水泥砼路面在使用過程中，由于行車荷載的反復作用、各種環境因素的不斷影響，加之設計、施工與養護等諸多因素，不可避免地會產生破壞。砼路面出現病害后，需及時進行修復。針對水泥砼路面的各種病害，國內外進行了水泥砼路面修補技術研究，但問題一直未能得到很好解決，其根本原因在于修補材料的性能不理想，相容性差。選用合適的修補材料，不僅可迅速恢復路面的使用性能，延長路面修補后的使用壽命，還可縮短中斷交通的時間，節省造價。

　　因此，用于水泥砼路面板塊修補的材料必須符合下列技術要求：①迅速硬化;②修補材料的收縮要小;③修補材料要具有一定的粘性;④修補材料后期性能要穩定，強度發展與老砼基本同步;⑤耐磨性高，耐久性好;⑥施工和易性好。

　　以下介紹幾種常見水泥砼路面修補材料的特性。

　　1、瀝青砼

　　長期以來，公路部門都習慣于采用瀝青砼對損壞的水泥砼路面進行修補，盡管方法簡便，中斷交通時間短，但隱患較多。用瀝青砼對水泥砼路面進行修補的缺點：①道路強度不均勻，傳荷不一致;②若在維修時，板與層面的聯結方式及對反射裂縫處理不當，會很快導致破壞，造成使用壽命很短;③影響路面平整度，降低表面使用性能;④不美觀，在整片灰白色的水泥砼路面中補上一塊黑色的瀝青砼，路面景觀受到影響，駕車者見了不舒服。

　　2、普通水泥砼

　　另一種傳統的修補方法是將破損的砼除掉，新鋪上與原設計標號相同或高標號的普通砼。采用普通水泥砼修補，主要有如下缺點：①收縮大，易導致新老砼拉開;②水泥砼本身粘度低，與舊砼結合差;③新老砼間的界面缺陷易使砼開裂;④養生期長，影響交通。

　　3、快硬硅酸鹽水泥

　　為了使水泥熟料能夠生成較多水化速度快、早期強度高的礦物，在快硬硅酸鹽水泥的生料配料中摻人一定量的CaF2、Ti02、BaO、P205、MnO和Cr。O。，以加快快硬硅酸鹽水泥的凝結時間，提高早期強度。快硬水泥配制的修補砼性能如下：

　　1)凝結時間。快硬水泥砼的凝結時間較快，且初凝與終凝間隔很短。修補施工時，必須掌握好砼表面的養護和抹光時間。此外，快硬水泥砼具有較大的粘塑性，砼塌落度損失快。修補時，要精心施工，以防產生孔洞。

　　2)強度。快硬水泥砼的強度發展對環境溫度較敏感。5℃時，砼14 h前基本沒有強度，24 h時的抗壓強度只有5.8 MPa，抗折強度為1.0～1.5MPa;但在20℃時，砼8 h就可獲得5.4 MPa抗壓強度，24 h的抗壓強度可達20.2 MPa，抗折強度可達3.5～4.O MPa;30℃時，砼8 h就可獲得11.OMPa抗壓強度和2.7 MPa抗折強度，24 h的抗壓強度可達28.5 MPa，抗折強度達5.O MPa。采用快硬水泥進行砼路面修補，如以老砼設計強度的80%作為修補砼的通車強度要求，施工環境溫度在5～20℃時，只需3 d，修補砼路面即可投入使用;20～30℃時，只需1～2 d，修補砼路面即可投入使用。

　　快硬水泥砼的抗折強度一般是抗壓強度的1/6～1/5。與普通砼相比，其彈性模量稍小一些。

　　3)干縮率。快硬水泥砼的早期干縮率較普通砼稍大，但后期反而變小，所以在一般情況下，可以認為快硬硅酸鹽水泥砼的干縮率與普通水泥砼基本相同。收縮率大的缺點也比較明顯，新老砼粘結差、水化熱高，養護要求高。

　　4)其他性能。快硬水泥砼的抗滲性、吸水性等特性均與普通硅酸鹽水泥相同。它的顏色和普通水泥幾乎一樣，都呈灰色。它的耐久性、安定性以及長期強度等性能均與普通硅酸鹽水泥一樣。

　　4、高鋁水泥

　　高鋁水泥是一種快硬早強型的水硬性膠凝材料。它的主要原料由礬土和石灰石按適當比例配合、經高溫燒結或熔融后粉磨而成。高鋁水泥硬化迅速，早期強度高，最快一天的抗折強度可達5 MPa，抗壓強度可達25～45 MPa，相當于高鋁水泥最終強度的80%。但高鋁水泥的水化產物在高溫下不穩定，易發生晶型轉變。因此，在較高溫度下，強度下降顯著，可操作施工時間短，也有一定的收縮率。

　　5、聚合物水泥砂漿和砼

　　摻聚合物乳液的水泥砂漿用表面活性劑分散成為微細的球形顆粒(粒徑為o.05～1肛m)，懸浮于水中即得聚合物乳液。所用聚合物有天然橡膠、合成橡膠、熱塑性樹脂、熱固性樹脂、瀝青與石蠟等。乳液的濃度通常按重量計為40%～60%。在摻聚合物乳液時，必須注意聚合物粒子的電性與漿體中水泥粒子的電性一致。通常水泥粒子帶正電，因此，要盡可能選擇由正離子表面活性劑制成的聚合物乳液。

　　常用的有天然橡膠乳液(將橡膠樹汁濃縮加入穩定劑、消泡劑與防老劑等制成)、合成橡膠乳液(由

　　某些單體聚合制成)和熱塑性聚合物乳液等。聚合物在水泥砂漿和砼中的最佳摻量為10%～20%。在此摻量范圍內，水泥砼的抗折強度、抗拉強度、粘結性能、防水性能、抗沖擊性和耐磨性等均有明顯改善。

　　美國、日本等國已普遍采用摻加聚合物的水泥砂漿進行路面較寬裂縫的修補。我國寧杭(南京一杭州)公路路面工程施工中應用聚丙烯醋酸乳液砂漿進行薄層修補。摻聚合物乳液的水泥砂漿和砼的主要特點：

　　1)拌和后的砂漿和砼流動性好，用水量較普通水泥砂漿和砼低。

　　2)當聚合物的摻量為10%～20%時，與普通水泥砂漿和砼相比，抗拉與抗折強度分別提高150%～1 ooo%，抗壓強度與延伸能力也有所提高。

　　3)與老砼粘結力強，以摻聚醋酸乙烯酷乳液的水泥砂漿為例，它與老砼的粘結強度比普通水泥砂漿和砼高9～10倍。

　　4)由于聚合物堵塞了硬化體中的孔隙和加強了水泥石與集料的粘結，使其抗滲、耐腐蝕性能均有顯著提高。

　　5)與普通水泥砂漿和砼相比，聚合物水泥砂漿和砼的抗沖擊性可提高數倍至十幾倍，耐磨性也可提高十幾倍至幾十倍。

　　6)干縮水率隨聚合物摻量增大而減小，但因聚合物種類與養護條件而異。聚合物水泥砂漿和砼的缺點是抗凍性能差，容易起皮。

　　6、水溶性聚合物的水泥砂漿和砼

　　聚合物以水溶液的形式加入水泥砂漿和砼中。可加入水泥砂漿和砼中的水溶性聚合物有酚醛、脈醛及環氧、聚乙烯醇、密胺甲醛和聚乙烯基吠喃樹脂等，用得較多的是水溶性環氧樹脂。水溶性聚合物的常用摻量為1%～2%(占水泥重量的百分比)。摻水溶性聚合物的水泥砂漿和砼既可在空氣中硬化，也可在潮濕條件下及水中硬化。這一特性使其很適合于水泥砼路面的修補，采用該材料修補后元需再進行保濕養護。水泥砂漿和砼中摻入水溶性聚合物后，抗壓強度提高15%～30%，抗拉強度提高1.5～2倍。水溶性聚合物能對水泥漿起塑化作用，當保持和易性不變時，可使砂漿的水灰比從O.42降至 O.29。水泥砂漿和砼中摻入水溶性聚合物，其水泥石的孔隙率可下降10%～20%。砂漿和砼的抗凍性和抗滲性明顯提高，粘結性能及抗沖擊、耐疲勞與耐化學腐蝕等性能均得到明顯改善。

　　7、纖維增強水泥砼

　　為了克服水泥砼抗折強度低、抗裂性差和脆性大的缺點，在水泥砼中摻人一定數量的纖維，以提高砼的抗拉、抗剪、抗折、抗沖擊強度和降低脆性。目前，主要有以下2種：

　　1)玻璃纖維增強水泥砼。玻璃纖維是一種由熔融態的玻璃制成的人造纖維。普通的無堿或中堿玻璃纖維耐堿性很差，放置于Ca(OH)2的飽和溶液或硅酸鹽水泥生成的液相中，抗拉強度會大幅度下降，從而失去增強作用。因此，用于水泥砼的玻璃纖維必須是抗堿的玻璃纖維。采用混拌法將預先切短的抗堿玻璃纖維均勻地加入水泥砼中，纖維的長度以25 mm為宜，纖維體積率一般以3%～5%為宜。抗堿玻璃纖維對水泥砼的增強作用顯著，其抗折強度可提高到15～20 MPa，抗沖擊強度可達1.5～2.5 MPa，彈性模量約為2×10‘MPa。水泥砼中摻入適量的抗堿玻璃纖維，其強度特性將會得到明顯改善。但玻璃纖維與水泥砼的攪拌不易均勻，生產較為困難;抗堿玻璃纖維的堿腐蝕仍無法避免，且成本高。

　　2)鋼纖維增強砼。鋼纖維是一種纖維與顆粒相結合而成的復合材料，通過兩者之間的界面作用成為一體，在受力過程中兩種材料各施所長，顯著地提高砼的各項指標。鋼纖維砼的抗拉強度、抗折強度與抗剪強度高;在動荷載下，抗沖擊能力好，抗彎、抗沖擊韌性優異，耐疲勞壽命長，并具有良好的阻止和抑制溫度應力引起裂縫產生和擴展的能力。此外，鋼纖維砼的抗凍性和耐磨性良好。這些性能可延長路面的使用年限。采用鋼纖維增強砼，面層厚度可減薄l/2以上。但是鋼纖維砼的成本比普通砼高，而且普通砼中加入鋼纖維，早期強度仍然不高，用于快速修補時，仍要和快速修補劑配合使用。