普通混凝土桥面铺装层由于设计厚度较薄(80~150mm),脆性大。在行车过程中.在弯拉荷载、冲击疲劳荷载以及温度和湿度变形等因素的作用下,易导致普通混凝土桥面铺装层开裂、破坏、防水失效等。微硅粉聚丙烯纤维可以增强混凝土的抗疲劳、抗冲击、耐磨损和抗裂、阻裂能力。以及提高韧性和抗渗性,可以有效阻止混凝土内部和表面裂缝的扩展或延缓裂缝的出现,它是用于桥面铺装的一种比较理想的材料。因此,本次桥面铺装混凝土材料设计采用聚丙烯纤维混凝土。同时加入微硅粉,以补偿收缩,延长桥面接缝间距.进一步提高混凝土的抗裂、防渗能力。1.3实验方法
混凝土抗压强度试验采用尺寸为150mmx150mmx150mm的立方体混凝土试件.按照JTJ053~94公路工程水泥混凝土试验规程进行。
混凝土抗渗强度试验采用顶面直径为175mm,底面直径为185mm,高度为150mm的圆台体混凝土试件,按照文献【1】进行试验。混凝土耐磨强度试验采用尺寸为150mmx150mmx150mm的混凝土试件,按照文献【1】进行。混凝土抗冲击强度试验采用直径为150mm。厚为64ram的圆饼状混凝土试件,按照ACl544委员会推荐的“落重法’进行[2]。混凝土抗折强度试验采用尺寸为150mmx150mm×550mm的小梁混凝土试件,按文献【1】在意大利Controis公司生产的50一C0066/S01型万能压力试验机上进行。
2实验结果与分析
混凝土各项性能试验结果见表2。从混凝土拌合物坍落度来看,2号配合比与1号配合比相比。在每立方米混凝土掺入20kg微硅粉和0.9kg掺量的聚丙烯纤维后,由于聚丙烯纤维的“承托”作用和微硅粉快速水化反应形成钙矾石的原因,混凝土拌合物坍落度降低很大(100mm左右)。从混凝土强度和抗渗结
果来看,两种配合比均达到C50配制强度和W22抗渗等级的设计要求。在抗折强度、冲击韧性和耐磨强度等其他力学性能方面,2号配合比更佳。1.2 实验方法
称量微硅粉、生石灰各25 g,在研钵中充分混合研磨,为使微硅粉和石灰紧密接触,混料要稍加压制,取出粉碎混料;装人坩埚,直接放人温度已升至
1 100 摄氏度高温箱式电阻炉中,煅烧0.5 h后,取出炉外骤然冷却,得到松散团聚的熟料,继续碎至120目。取体积浓度为21% 的盐酸溶液150 mL,置
于电子恒温水浴锅中加热,待水温升至90℃后,按固液质量比1:7.5边搅拌边加人20 g熟料;溶液由浅黄色液体逐渐变为浅黄色胶状溶胶,再持续搅拌
0.5 h,加水稀释至pH为3~4,90摄氏度陈化8~12 h,倒出上层清液,抽滤,用水连续清洗3~4次,用硝酸银检验直至无氯离子为止,110 摄氏度电热鼓风干燥箱内烘干,得到白炭黑,其工艺流程见图1。微硅粉致密的玻璃态表面使微硅粉不溶于酸(氢氟酸除外)和碱,因此煅烧的关键是如何破坏打开微硅粉玻璃态表面,生成易溶于酸的化合物。高温煅烧是利用生石灰在高温条件下具有强烈的碱性与微硅粉微粒反应,破坏微硅粉表面硅氧键,二氧化硅与生石灰反应生成硅酸钙:
SiO2+CaO—> CaSiO3
硅酸钙易溶于盐酸,为分离二氧化硅,制备白炭黑提供了必要条件。