科技成果

阅读数: 2584

成果名称: 抑制水泥稳定材料收缩裂缝的新型活性纤维的研究与应用

成果登记号: 9612017Y0698

第一完成单位: 中交第一公路勘察设计研究院有限公司

联 系 人: 向豪

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新材料

技术领域: 新材料及其应用

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

成果简介:

       水泥稳定类半刚性基层材料具有承载力高、刚度大、整体性好等的优点,但其在使用过程中收缩严重,抗疲劳性能差,使沥青路面反射裂缝较多。聚丙烯纤维能较好的增加水稳材料的抗裂性,但其表面憎水、光滑,与水泥基体的化学键合力和机械啮合力弱,无法形成牢固的界面结合,其抗裂效果未能有效发挥。本项目为陕西省科技研究发展计划项目(项目编号:2014K08-25)。

       本项目研究开发了在水泥稳定类材料中能够与界面上低剂量的水泥浆发生反应的活性聚丙烯纤维。这种活性聚丙烯纤维是以接枝扩链的方法在聚丙烯纤维表面引入大量羧基(-COOH)。羧基能与水泥浆液形成化学键,从而使聚丙烯纤维与水泥稳定材料形成一个统一的整体结构,大大增强了水泥稳定类材料的柔韧性,提高了水泥稳定类材料的抗裂性能,进而减少了收缩裂缝。

       聚丙烯纤维经活化处理后,纤维表面水接触角由106.3°降低至39.9°,显著提高了水泥浆液对纤维表面的润湿程度,使纤维更容易分散在泥稳定类水材料中。在水泥掺量5%、龄期28d、活性纤维体积掺量0.8‰的条件下,掺加活性纤维的水泥稳定碎石试件干缩系数比普通水泥稳定碎石试件干缩系数降低38.65%,抗弯拉强度增加6.87%,抗弯拉弹性模量降低9.09%,抗裂性能明显提高。

       本项目首次在行业内提出以掺加活性聚丙烯纤维的方法抑制和改善水泥稳定材料收缩裂缝的理念。使纤维与水泥稳定材料形成整体结构,增强了水泥稳定类材料的柔韧性,提高了水泥稳定类材料的抗裂性能。检测了掺加活性纤维水泥稳定碎石试件的抗压、抗拉强度,回弹模量,抗弯拉强度及抗弯拉弹性模量,温缩及干缩性能,并铺设了试验段,实地测试了活性纤维抑制水泥稳定材料收缩裂缝的能力。

       水泥稳定碎石基层活性纤维不仅可以用在半刚性基层稳定粒料中,还可以应用于水泥混凝土或砂浆中增强其各种性能,应用于桥梁、地下室工程结构性防水、外墙摸灰、仓库地板及楼顶面防水、垃圾池及游泳池、停车场、水泥预制件等方面,而且还可以用于其他工程材料,具有非常广阔的市场前景。