聚丙烯仿钢纤维（PPTF）透水混凝土试验研究.pdf

新 癯 建蟓 中 国 科 技 核 心 期 刊 聚丙烯仿钢纤维( P P T F ) 透2 1 ( t, W 凝土i 式 验硼夯 高润东 z ， 李 向民 ， 许清风 “ z ， 杜敏山 。 ( 1 上海市工程结构安全重点实验室， 上海2 0 0 0 3 2 ； 2 上海市建筑科学研究院， 上海2 0 0 0 3 2 ； 3 泰安 同伴纤维有限公司， 山东 泰安2 7 1 0 0 0 ) 摘要： 研究了掺聚丙烯仿钢纤维 ( P P T F ) 透水混凝土的基本性能， 测试了P F 类型及掺量对透水混凝土抗压强度、 抗折强度、 孔隙率和透水系数的影响。结果表明： 在普通透水混凝土中掺入一定量的P P T F 是可行的， 不会发生结团及锈蚀现象： P P T F 掺量为 3 k 咖 ， 比较合适， 与普通透水混凝土相比， 尽管孔隙率和透水系数有所下降， 但仍满足使用要求， 而强度则有明显提高， 其中以锯齿 形 P P T F增强效果最优； 掺 P F 1 T 透水混凝土可 以满足一般轻交通路面的应用条件 。 关键词： 透水混凝土： 聚丙烯仿钢纤维( P P T F ) ； 强度； 孔隙率； 透水系数 中图分类号： T U 5 2 8 2 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 0 1 0 3 Ex p e r i me n t a l r e s e a r c h o n p e r v i o u s c o n c r e t e mi x e d wi t h p o l y p r o p y l e n e t h i c k fi b e r( P P TF) G A O R u n d o n ， E l X i a n g m i n 1 , 2 X U Q i n g f e 。 ， D U M i n s h a n ( 1 S h a n g h a i Ke y La b o r a t o r y o f En g i n e e r i n g S t r u c t u r e S a f e t y ， S h a ng h a i 2 0 O 03 2， C hi n a ： 2 S h a n g h a i Re s e a r c h I n s t it u t e of Bu i l d i n g S c i e n c e s ， S h a n g h a i 2 0 0 03 2， Ch i n a ： 3T a i a n T o n 【s b a n F i b e r Co L t d ， T a i a n 2 71 0 0 0， S h a n d o n g ， Ch i n a ) Abs t r ac t ： P e do r man e e t e s t s a r e c o n d u c t e d o n p e r v i o u s c o n c r e t e mi x e d wi t h p o l y pr o p y l e n e t h i c k fib e r( PPr F ) ， i n wh i c h b a s i c i n d e x e s s u c h a s c o mp r e s s i v e s t ren g t h ， fle x u r a l s t ren gth ， p o r o s i t y， p e r me ab i l i t y c o e f fic i e n t u n d e r d i f f e r e n t P F t y p e s a n d d i ffe r e n t P叩F d o s a g e s a r e me asu red Re s u l t s i n d i c a t e： mi x e d wi t h c e r t a i n a mo u n t o f P P ， r F i n o r d i n a ry p e r v i o us c o n c r e t e i s f e asi b l e wi t h o u t the o c c u r r e n c e o f a o me r a t i o n o r rus t i n e s s ， the P F d o s a g e of 3 k g m3 i s r e l a t i v e l y a p p r o p r i a t e ， u n d e r wh i c h c o mp are d wi t h t h e o r d i n a r y p e r v i o u s c o n c r e t e， b o t h p o r o s i t y and p e r me abi l i t y c o e ffic i e n t are d e c r e a s e d， b u t a p p l i c a t i o n r e q u i r e me n t s a r e s t i l l me t ， w hi l e b o th c o mp r e s s i v e s t ren gth an d fle x u r a l s t r e n gth a r e i n c r e ase d o b v i o u s l y ， a n d t h e o p t i mu m e n h a n c e me n t e f f e c t i s o b t a i n e d b y t h e z i g z a g P 】 F， t h e p e rvi o u s c o n c ret e mi x e d wi t h P P 1 c a n b e u s e d i n o rdi n a r y l i g h t t r affi c p a v e me n t s Ke y wo r d s ： p e rvi o u s c o n c r e t e ， p o l y p r o p y l e n e t h i c k fi b e r ( P P T F ) ， s t r e n gth ， p o r o s i t y ， p e rm e abi l i t y c o e f f i c i e n t O 引言 透水混凝土由水、 水泥、 粗骨料组成， 采用单粒级骨料作 为骨架， 水泥浆薄层或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗 骨料表面形成胶结层， 骨料通过硬化胶结层胶结而成多孔堆 基金项 目： 上海 市青年科技启 明星计划项 目( 1 3 QB 1 4 0 3 1 0 0 ) 收稿 日 期： 2 0 1 4 1 0 1 5 作者简介： 高润东， 男， 1 9 7 9 年生， 山东胶州人， 高级工程师， 主要从 事 绿色建筑材料开发与工程应用。 地址 ： 上海市宛平南路 7 5号 上海 建科 院 3号楼 4 0 9室， E - m a i l ： g r d o n g _ 1 1 6 3 e o m。 积结构。 透水混凝土主要用于人行道、 城市广场、 体育场、 户外 停车场、 园林景观道路等轻交通路面口 1 。 C J J T 1 3 5 -2 0 0 9 透水 水泥混凝土路面技术规程 规定， 透水混凝土的抗压强度应高 于2 0 M P a 或 3 0 M P a ， 对于轻交通路面来说， 这些强度偏高， 会导致水泥用量增大， 往往还需要掺加部分细集料( 砂) ； 还规 定， 连续孔隙率不低于1 0 、 透水系数不低于5 1 0 c m s ， 即满 足要求， 这2 项指标的下限值设置偏低， 很容易导致透水混凝 土堵塞， 丧失透水效果。 而从国内外实际应用【 - 2 来看， 透水混 凝土抗压强度一般为 l 0 3 0 M P a ， 大多在 1 0 2 0 M P a ， 连续孔 隙率一般为 1 5 5 ， 透水系数一般1 0 x l 0 c m s ， 大多超 过了1 5 x 1 0 之 c m s 。透水混凝土的优点在于： 减轻城市排水系 NE W BUI L DI NG M ATE RI AL S 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 黄文明， 等： 端烯基双尾聚氧乙烯醚聚羧酸减水剂的合成及性能研究 水剂对水泥有良好的适应性。 2 1 0 减水剂在混凝土中的应用试验 合成聚羧酸减水剂的混凝土应用性能试验结果见表5 。 表 5 合成聚羧酸减水剂的混凝土应用性能试验结果 减水剂减水率 种类 坍落度 n u n ( 抗压强度 MP a ) ( 抗压强度 比， ) 初始 1 h 3 d 7 d 2 8 d 从表5 可见， 该减水剂比常用的聚羧酸酯、 聚羧酸醚减水 剂具有更高的减水率、 坍落度保持性能和抗压强度比。 3 结语 ( 1 ) 以聚丙烯酸等为主链、 端烯基烷撑双尾聚氧乙烯醚为 侧链， 制备了端烯基烷撑双尾聚氧乙烯醚聚羧酸减水剂， 通过 红外光谱与凝胶色谱表征表明，合成的减水剂结构与设计分 子结构相同， 且反应聚合度高。 ( 2 ) 分别研究了单体摩尔比、 引发剂用量、 反应时间、 反应 温度和大单体分子质量对减水剂分散性的影响，得到了最佳 合成工艺， 其最佳工艺参数为： n ( 端烯基烷撑双尾聚氧乙烯 醚) ： r t ( 2 一 丙烯酰胺基一 2 一 甲基丙基磺酸) ： n ( 甲基丙烯酸) ： n ( 甲 基丙烯酰胺) ： n ( 顺丁烯二酸酐) = 2 0 ： 2 5 ： 3 5 ： 1 3 ： 0 0 5 ， 大分子 单体的相对分子质量为3 0 0 0 ，引发剂用量为大单体质量的 4 ， 反应温度为7 5 、 反应时间为5 h 。 ( 3 ) 减水剂的混凝土应用试验结果表明， 当减水剂掺量为 0 2 8 时， 减水率为3 6 8 ， 对水泥的适应性较好， 与聚羧酸 酯、 聚羧酸醚两类常用的聚羧酸系减水剂相比， 本研究合成的 聚羧酸减水剂具有更高减水率、坍落度保持性和更高抗压强 度比。 ( 4 ) 减水剂水泥适应性试验结果表明， 合成减水剂的水泥 分散性及分散保持性良 好， 对水泥有良 好的适应性。 参考文献： 【 1 许永东， 赵秋勇， 陈小平， 等 马来酸酐类聚羧酸减水剂研究现状 及展望 J 混凝土， 2 0 1 3( 5 ) ： 1 0 1 1 0 3 2 】 王友奎 ， 赵帆 ， 王洛礼 低 坍损聚羧酸系 高效减水剂 的合成 J J 混 凝土， 2 0 0 5 ( 9 ) ： 7 9 8 2 【 3 王 红霞， 王星 ， 何廷树 新型氨基磺 酸盐高效 减水 剂 的分子设计 及机 理研 究 J 混凝土， 2 0 1 4( 1 ) ： 8 7 8 9 【 4 】 赵 苏， 吴娇颖 ， 张 晓 低引气缓凝 型聚 羧酸减水剂 的性 能研究【 J J 混凝 土， 2 0 1 2 ( 9 ) ： 4 3 4 6 【 5 高锦 美， 孙彦琳 ， 王红 功能性 官能团改性 高效聚羧 酸减水剂研 究们 昆明理工大学学报 ： 理工版 ， 2 0 1 0 ， 3 5 ( 6 ) ： 9 4 9 9 【 6 6 宋家乐， 温宏平， 吕长亮， 等 高性能聚醚类减水剂的制备及性能 研究【 J 】 混凝土， 2 0 1 2 ( 2 ) ： 8 6 9 2 A ( 上接第 3页) 考虑透水混凝土的强度、 孔隙率、 透水系数以及经济性， 建议 掺加 3 k g m 3 的锯齿形P F较为适宜， 此时， 透水混凝土的 抗压、 抗折强度分别为1 3 7 、 2 6 M P a ， 孔隙率为 1 9 0 ， 透水 系数为 1 6 4 x 1 0 之 c m s 。 3 结语 ( 1 ) 在普通透水混凝土中掺入一定量的P V IT是可行的， 既不会像普通聚丙烯纤维那样发生结团，也不会像普通钢纤 维那样易于锈蚀， 能够有效提高透水混凝土的强度， 有利于提 高透水混凝土的耐久性。 ( 2 ) 在普通透水混凝土中掺入3 k g m s 的 F比较合适， 尽管孔隙率和透水系数有所下降， 但仍满足一般轻交通路面 的应用条件， 而强度则有明显提高， 其中以锯齿形P P r F增强 效果最优。掺入3 k g m ， 锯齿形册时， 透水混凝土的抗压、 抗折强度分别为 1 3 7 、 2 6 M P a ， 孔隙率为 1 9 0 ， 透水系数为 1 6 4 x l 0 - 2 c m s 。 4 2 新型建筑材料 2 0 1 5 3 参考文献 ： 【 1 宋中南， 石 云兴 透水 混凝士及 其应 用技术【 M】 北京 ： 中国建筑工 业 出版社， 2 0 1 1 【 2 1 T e t s u o K， Ma m o m K， T a k a y o s h i K， e t D e v e l o p me n t o f t h e e n v i r o n m e n t f r i e n d l y h y b r i d p e r me a b l e c o n c r e t e p a v e me n t J J a p a n Co n c r e t e I n s t i t u t e ， 2 0 01 ， 2 3： 6 5 7 6 【 3 O b l a K H P e r v i o u s c o n c r e t e f o r s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t 【 e l Re c e n t Ad v a n c e s i n Co n c r e t e T e c h n o l o g y， W a s h i n g t o n DC： 2 0 0 7 【 4 】 赵国藩， 彭少民， 黄承逵， 等钢纤维混凝土结构 M I 北京： 中国建 筑工业 出版社， 1 9 9 9 【 5 高丹盈 ， 赵军 ， 朱海棠 钢 纤维 混凝土设计与 应用 M 北京 ： 中 国 建筑工业 出版社， 2 0 0 2 【 6 】 H e s a m i S ， A h ma d i S ， N e m a t z a d e h M E f f e c t s o f fl e e h u s k a s h a n d fib e r o n me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f p e r v i o u s c o n c r e t e p a v e - me n t J ， C o n s t r u c t i o n and B u i l d i n g Ma t e ri al s ， 2 0 1 4 ， 5 3 ： 6 8 0 6 9 1 7 刘卫东 改性聚丙烯纤 维混凝土 的工程性 能研 究【 D 】 上海 ： 东华 大学， 2 0 0 9 A 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m