树脂混凝土

　　高速公路、立交桥、高架桥均以车流量大、速度快为特点。由于车速快，路面稍有缺陷，就易造成交通事故。传统的修补材料新老路面亲合力差、凝固慢，施工时不得不将待维修路面封闭，铲除足够大的旧路面，进行施工。针对高速公路、立交桥、高架桥的修补，我们研制了一种高强、速凝、粘结强度高的聚合物混凝土修补材料。
一、主要原料
　　A 型和 B 型不饱和聚酯树脂：工业品，常州产；固化剂：过氧化物，工业品，济南产；促进剂：钴盐，工业品，济南产；填料：碎石，中砂，粉煤灰（Ⅱ级），青岛产。 A 型树脂含量占树脂总用量的 85% 左右，树脂用量占填料总量的 17% ～ 20% ，固化剂占树脂总用量的 4% ～ 11% ，促进剂用量占树脂总用量的 2% ～ 5% 。
二、实验仪器
　　钢制模具：规格， 40 × 40 × 160 ㎜；压力试验机： NYL-600 型，无锡生产；数显抗折试验机： SKZ -500A 型，无锡生产。
三、实验工艺
1 、原料配比的确定
　　分别以其中一种原料质量为变量，固定其余原料的质量来制备聚合物混凝土试块，测试其强度，对得到的多组试验结果进行比较筛选。
2 、聚合物混凝土试块的制备
　　首先要用烘箱对填料进行干燥，控温 70 ℃ 左右，干燥 4h 左右，要求含水率低于 0.1% ，然后按图 1 进行制备聚合物混凝土。
　　　

　　　　　　　　　　　　　　　图 1 聚合物混凝土的制备工艺简图

3 、粘结强度测试

　　将 40 × 40 × 160 ㎜的砂浆断块与聚合物混凝土对接，得到与原试块规格相同的试块。待其固化后，测试该试块的抗折强度，以此作为粘结强度的指标，并观察新断面的情况。

4 、耐老化试验

　　将试块放入人工老化箱中进行老化试验。老化条件： 6kW 氙灯，温度 35 ℃ ，相对湿度 70% 以上。降雨周期及时间： 6min/h ，降雨压力： 8 ～ 10N/cm 2 。

四、结果与讨论

1 、原料的配比

　　根据多组实验，筛选出各原料的配比如下：树脂 70g ，固化剂 3g ，促进剂 3.5g ，碎石 350g ，砂子 220g ，粉煤灰 80g 。

2 、 A 型与 B 型树脂配比对混凝土性能的影响

　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　图 2 A 型与 B 型树脂配比对混凝土抗折强度的影响
　　图 2 是 A 型与 B 型树脂配比对混凝土抗折强度的影响，图 3 是 A 型与 B 型树脂配比对混凝土抗压强度的影响。

　　　　图 3 A 型与 B 型树脂配比对混凝土抗压强度的影响

　　由图 2 、图 3 可见，只用 B 型树脂制备的混凝土的强度要比只用 A 型树脂制备的混凝土高，随着 A 型树脂含量的增大，强度也随之增大，当增至 85% 左右时达到最大值，然后再减小。 A 型和 B 型树脂混合使用，当 A 型树脂含量在大于 50% 时，其强度高于只用 A 型树脂或 B 型树脂制备的聚合物混凝土。 A 型和 B 型树脂均属于不饱和聚脂树脂，他们具备相似结构，所以相容性很好，混合后制得的聚合物混凝土综合两种树脂的优点，避免了单一树脂在某一方面的缺陷。

3 、树脂用量对混凝土性能的影响

　　由于树脂用量过小会导致聚合物混凝土不能凝聚成型，过多会导致成本过高，因此根据实际情况选取了一定的范围，如图 4 、图 5 所示。

　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　 　图 4 树脂用量对混凝土抗折强度的影响
　　由图 4 、图 5 可以看出，随着树脂用量增加，其强度虽然增加，从树脂用量占填料总量的 17% 开始增长缓慢，当树脂用量过大反而使混凝土的强度降低。考虑到树脂的用量将直接影响到成本，因此在达到一定强度要求下，尽可能降低树脂的用量，以树脂用量占填料总量的 18% ～ 22% 较为适宜。

　　
　　图 5 树脂用量对混凝土抗压强度的影响

4 、固化剂用量对混凝土性能的影响

　　　图 6 固化剂用量对混凝土抗折强度的影响

　　　
　　　图 7 固化剂用量对混凝土抗压强度的影响

　　由图 6 、图 7 可见，固化剂的加入一定要适量，随着固化剂加入量增加，混凝土的强度先增加，当加入过多固化剂却适得其反，混凝土强度反而降低了。因此，固化剂的加入量要适中，在 4% ～ 11% 较适宜。固化剂加入量过少，混凝土不能完全固化；加入量过大，形成小分子量的聚合物，其脆性大，因而强度降低。