建筑施工论文：公路工程聚合物水泥基材料的耐久性能

　　建筑施工论文：公路工程聚合物水泥基材料的耐久性能

　　摘要：聚合物水泥基材料是对传统水泥混凝土做出的一种改进，在当前的公路工程之中得到较为广泛的应用。本文主要对该种改性水泥的抗渗性、粘结性、抗冻性以及抗干缩性进行研究，并将其与传统水泥混凝土性能做出对比，以此来研究公路工程聚合物水泥基材料的耐久性能好坏。

　　关键词：公路工程；聚合物；水泥基材料；耐久性能

　　随着我国城市化建设步伐的不断加快，我国基础建设工程项目的数量不断的增多，对于水泥基材料的使用也相应增多，当前我国的水泥年产量名列世界首位。而通过大量的实践研究表明，加强聚合物水泥基材料的研究与应用，能够极大的改善和提升公路工程聚合物水泥基材料的耐久性能。下面主要通过试验研究的方式来展开具体的研究。

　　原材料性质

　　在此次研究中选择某品牌普通硅酸盐水泥作为试验研究的对象，其细度低于10%，密度为3.15g/cm3，经检验该水泥安定性合格，在标准稠度下用水量为28.9%，其7天抗折强度和抗压强度分别为5.0MPA、19.9MPA；采用河沙作为此次试验研究材料，对其细度模数进行检测，该河沙属于粗砂；另外在碎石的选择上使用的是人工轧制花岗岩碎石，其粒径在2-4厘米的大约占据60%，而粒径在2厘米之内的大约占到40%左右。

　　聚合物改性水泥砂浆的耐久性能分析

　　对聚合物改性水泥砂浆的耐久性能进行分析，其主要从聚合物改性水泥砂浆的粘结性、耐磨性、耐腐蚀性以及温度收缩系数四个方面展开研究。

　　粘结性分析

　　首先将提前准备好的5张标准胶砂试件（尺寸4cmX4cmX16cm），将其进行切割成为2cmX4cmX16cm，对其切削面进行适当的打磨处理，并用丙酮来清洗切削面，将处理完毕的胶砂试件作为此次粘贴的样本。然后在该样本浇筑普通的水泥砂浆以及SD622S羧基丁苯乳液，对其进行一段时间的养护（28天），将粘结完毕的试件切割成为4cmX4cmX4cm的块状试件，然后对其开展劈裂强度试验，通过测试试件的劈裂强度来反应水泥砂浆与旧试件之间的粘结强度。从试验研究结果发现，在对试件进行粘结的过程中加入SD622S羧基丁苯乳液能够有效提升粘结的强度，使得试件表现出更强的劈裂强度，并经过试验发现当聚灰比维持在10%时，被粘结试件的劈裂强度也达到最大值。

　　耐磨性分析

　　对聚合物改性水泥砂浆的耐磨性分析，主要通过对准备完成的标准胶砂试件进行磨耗试验，检测最终被磨损的量，然后计算出其磨耗损失率，以此来判断其耐磨性能的好坏。经试验研究表明，SD622S羧基丁苯乳液和丁苯5050乳液的加入都在一定程度上提升水泥砂浆的耐磨性。

　　耐腐蚀性分析

　　将经过一段时间养护的水泥砂浆试验件放入到浓度2%的稀盐酸溶液、浓度5%的稀硫酸溶液以及浓度5%的醋酸溶液之中，让试件在其中浸泡60天的时间，观察浸泡后造成的损失量并以此作为耐腐蚀性指标。经最终试验结果表面，加入SD622S羧基丁苯乳液和丁苯5050乳液都能够改善和提升水泥砂浆试验件的耐腐蚀性。

　　温度收缩系数

　　对此主要采用应变数据采集仪来进行数据的采集，观察随温度变化水泥砂浆的收缩性能。从试验结果看出，加入SD622S羧基丁苯乳液的水泥砂浆相较于普通的水泥砂浆，在温度收缩系数上会出现一定程度的降低，其降低幅度在聚灰比为10%时达到最大。

　　聚合物水泥混凝土的耐久性能分析

　　在此次试验研究中对聚合物水泥混凝土的耐久性能研究主要从以下三个方面进行：抗渗性能、收缩系数以及抗冻性。下面分别对这三个方面展开研究，然后确定其耐久性能。

　　抗渗性能研究

　　在此次的抗渗性试验研究之中，主要选用的是15cm×15cm×15cm立方体混凝土试件，试件的龄期均为90天。在研究的过程中先使用烘箱将试件之中含有的水分烘干，然后采用水分渗透分析仪对其放置8小时后混凝土内部渗透水量进行检测，对其饱水24h后的吸水率进行测量和计算。从最终试验研究结果来看，SD622S羧基丁苯乳液和丁苯5050乳液的加入使得水泥混凝土的渗水量降低，吸水量也呈现出一定的减小，而且减小的幅度与聚灰比之间呈现一种负相关关系，随着聚灰比的增加，渗水量和吸水量都会进一步减小。由此也反应出乳液改性混凝土的致密性和聚合物膜形成后的阻水性。

　　收缩系数研究

　　在对水泥混凝土收缩系数的研究之中主要从干缩系数和温度收缩系数两个方面来展开。（1）干缩系数。选用试件仍旧为15cm×15cm×15cm立方体混凝土试件，试件的龄期均为90天。首先将其进行饱水48小时，并测量出此时混凝土体积数值，然后将其放入到烘箱之中进行烘干，让混凝土由饱水状态变为纯干状态，测量在此过程中混凝土体积发生的微小变化，从而计算出相应的干缩系数。由最终试验研究结果发现，SD622S羧基丁苯乳液和丁苯5050乳液能够有效降低混凝土的干缩系数，并且其降低的幅度随着聚灰比增加会进一步增大。（2）温度收缩系数。选用试件仍旧为15cm×15cm×15cm立方体混凝土试件，而试件的龄期变为28天，测试的温度范围为-20.0℃-22.8℃。在试验中得到如下结果：混凝土在加入SD622S羧基丁苯乳液和丁苯5050乳液之后，平均温度收缩系数呈现出降低的趋势，对混凝土产生较好的改良效果。

　　抗冻性研究

　　选用试件15cm×15cm×15cm的立方体混凝土试件，试件的龄期为28天。将其在水中浸泡24h，在冰箱中一20℃下冷冻4 h，再放人室温的水中（15℃左右）4 h，这样进行9次冻融循环，进行抗压强度试验。以同样龄期的饱水试件的抗压强度作为对比强度，用抗压强度损失百分率来描述其抗冻性能。抗压强度测定时，受压面积为15 cm×15 cm，加荷速率为450±50 N／s。最终试验研究结果显示：SD622S羧基丁苯和丁苯5050乳液的掺入，均降低了混凝土的抗压强度损失百分率，提高了抗冻性能；且随着聚灰比的增加，抗压强度损失百分率降低的幅度增大。

　　机理分析

　　对聚合物和水泥浆体进行微观观察，在普通的水泥混凝土之中，集料和水泥基体之间实质上存在着一个过渡的区域，在该区域内普通水泥的结构较为松散，导致集料和水泥基体之间的粘结性较，而在加入乳液之后，能够对该区域松散的状况进行改善。聚合物胶乳膜在水泥水化产物中穿梭，连接水化产物，水泥水化产物在其中逐步“生长”，并与膜相互交织，Ca(OH)。晶体在膜和水泥基体表面外镶接，膜起到“铰”的作用，最终聚合物膜的网架结构逐步形成，C—S—H的纤维状和钙钒石的针状晶体与聚合物膜部分交织或完全交织形成网状结构。

　　结语

　　综上所述，聚合物水泥基材料在粘结性、耐磨性和抗腐蚀性等方面都优于普通的水泥基材料，对水泥混凝土的综合质量起到良好的改善作用，表现出更好的耐久性。因此，在当前的研究中应当对此引起较高的重视。

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