關于WSP 聚合物混凝土耐久性能的若干研究

張秀林 任光明

張家口市懷安縣建設局

0 前 言

與普通水泥混凝土相比,聚合物改性混凝土是一種具有極好耐久性和良好力學性能的多功能材料.其抗拉、抗壓、抗彎強度均高于普通水泥混凝土,抗沖耐磨性能、抗凍性、抗?jié)B性、耐水性、耐化學腐蝕性能良好,適用于比較惡劣的環(huán)境,有廣闊的應用前景.但是目前受到聚合物的種類和價格的限制,雖然在我國一些工程上得到應用,但是由于缺乏系統(tǒng)的理論依據(jù)的支持,其應用受到工程地質(zhì)、環(huán)境、氣候、施工技術水平等多方面限制,遠遠落后于發(fā)達國家的一般應用水平.隨著聚合物改性混凝土理論的完善和聚合物種類的豐富以及聚合物產(chǎn)業(yè)化使工程成本降低,必將使聚合物改性混凝土這一邊緣學科得到更大的發(fā)展.

本次試驗目的是用不同比例的WSP聚合物粉末投入到普通混凝土中,在滿足工作性的需要情況下,研究WSP對普通混凝土耐久性的改善效果.

1 試驗設計

1.1 配合比及坍落度

表1 WSP改性聚合物混凝土配合比及坍落度

1.2 試驗方法

本次試驗設計使用《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107-87)、《水泥混凝土抗彎拉強度試驗方法》(T0558-2005)、《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》(GB/T 50082)等國家規(guī)定的標準試驗方法和規(guī)定,測量0%、1%、3%、5%、7%的質(zhì)量百分比的WSP聚合物改性混凝土的抗化學腐蝕性能、中性化試驗、水密性試驗、抗凍性試驗.

2 試驗結果及分析

2.1 WSP改性聚合物混凝土的耐酸性能

將制備好的試樣浸泡在5%HCl溶液中,測定浸泡前、浸泡后7d、14d和28d時試樣的抗壓強度,結果見表2.

表2 WSP改性聚合物混凝土試樣在5%HCl溶液浸泡后的抗壓強度

表中結果反映出,WSP聚合物粉末摻入混凝土后,隨著配合比內(nèi)WSP含量的增加,各個階段的強度變化明顯降低,說明WSP明顯改善了混凝土的抗鹽酸腐蝕性,其28d后抗壓強度基本沒有變化,在配比為5%時尤為明顯.

將5%WSP配比的試樣放在5%MgSO4溶液、5%NaSO4溶液和5%Na2SO4的混合溶液中浸泡14d、30d、60d、90d、120d后的抗壓強度 ,結果見圖1.

圖1 試樣在硫酸鹽溶液不同時間的抗壓強度

從圖1中可以看出,在三種硫酸鹽溶液中浸泡120d后,試樣的強度都有所降低,分別5%MgSO4溶液中的試樣抗壓強度降低了17.3%、5%NaSO4溶液中的試樣抗壓強度降低9.8%和5%Na2SO4的混合溶液中的試樣抗壓強度5.3%.同比一般混凝土試樣在同樣環(huán)境下幾近完全受侵蝕而破壞來看,WSP聚合物粉末摻入混凝土中后起到了很好的改善耐硫酸鹽腐蝕性能.

2.2 中性化(碳化試驗)

標準養(yǎng)護28d后,將試樣放入烘箱內(nèi)60℃溫度下存放48h后,再放入標準碳化箱內(nèi),分別測量碳化箱內(nèi)3d、7d、14d、28d的碳化深度,結果見圖2.

圖2 WSP聚合物改性混凝土碳化試驗

從圖2結果可以很容易看出,隨著WSP比率的增大,WSP改性混凝土的耐碳化性能越明顯得到改善.

2.3 WSP聚合物改性混凝土的抗凍性試驗

圖3 300次凍融循環(huán)后相對彈性模量損失

圖4 300次凍融循環(huán)后重量損失

從圖3和圖4中分析得出,WSP聚合物對混凝土的抗凍性改善效果并不明顯.

2.4 水密性試驗

28d標準養(yǎng)護后,100℃烘箱干燥2d后稱重,后浸入水中2 d后稱重,測量重量變化,結果見圖5.

圖5 WSP聚合物改性混凝土水密性試驗

從圖5中可以看出,隨著WSP聚合物比率逐漸增大,對混凝土孔隙率改善效果越好,混凝土自身密實度進一步增強.

3 結 論

WSP聚合物粉末摻入普通混凝土中后,改善了混凝土的孔隙結構,增強了混凝土的密實度,對混凝土的耐化學腐蝕性有極大提高,耐碳化性的改善也進一步加強.但是對混凝土抗凍性沒有明顯的改善效果.當WSP配合比在3～5%之間對混凝土改善效果最為明顯,成本最為經(jīng)濟.

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