路用高聚物注漿材料抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究

童水明，張 燕，楊麗權(quán)，馮珀楠

(1.湖北省黃黃高速公路管理處，湖北 武漢 430074；2.武漢工程大學(xué)，湖北 武漢 430073)

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路用高聚物注漿材料抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究

童水明1，張 燕1，楊麗權(quán)1，馮珀楠2

(1.湖北省黃黃高速公路管理處，湖北 武漢 430074；2.武漢工程大學(xué)，湖北 武漢 430073)

為測(cè)試研制的高聚物注漿材料的抗壓強(qiáng)度，文章對(duì)其固化物進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)與浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。結(jié)果表明：膨脹倍率在10～15倍時(shí)，固化物的密度對(duì)抗壓強(qiáng)度影響不大，抗壓強(qiáng)度均在2.0 MPa左右。此外，浸水對(duì)固化物的抗壓強(qiáng)度影響不大。

高聚物注漿；材料固化物；無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度；浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度；試驗(yàn)研究

0 引言

高聚物注漿是近年來(lái)道路養(yǎng)護(hù)行業(yè)出現(xiàn)的一種新型維修技術(shù)，其技術(shù)原理是通過(guò)向道路結(jié)構(gòu)體內(nèi)注射A、B兩種高聚物材料，材料混合后迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹并形成泡沫狀固體，填充道路結(jié)構(gòu)中的空隙，擠密周?chē)缮⒒鶎?，增?qiáng)路面結(jié)構(gòu)的整體性，實(shí)現(xiàn)快速、微創(chuàng)、無(wú)損維修道路內(nèi)部病害的目的。高聚物注漿材料的抗壓強(qiáng)度是一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，為測(cè)試研制的高聚物注漿材料的抗壓強(qiáng)度，參照《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E51-2009)，對(duì)

其固化物進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)與浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

1 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

采用直徑75 mm、高70 mm、容積309 cm3的圓柱形鐵模成型試件。將A、B兩種注漿材料按體積比1∶1配出，倒入杯中快速攪拌混合均勻后，倒入模具中，待注漿材料發(fā)泡到一定程度后，蓋上蓋板并施加壓力直至反應(yīng)結(jié)束，待試件完全冷卻后脫模。

參照《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E51-2009)中水泥穩(wěn)定土抗壓強(qiáng)度的測(cè)試方法。按液體材料體積30.9 mL、25.8 mL、23.8 mL、22.1 mL、20.6 mL制作5組試件，即有5組不同膨脹倍率、不同密度等級(jí)的試塊，每組5個(gè)，共25個(gè)試件進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括注漿材料的液體體積、固化物密度、平均密度、抗壓強(qiáng)度、平均抗壓強(qiáng)度、膨脹倍率等，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 試件無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表

由表1可知，在膨脹倍率10～15倍范圍內(nèi)，隨著固化物密度減小，其抗壓強(qiáng)度變化不大，均在2.0 MPa左右，滿足道路高聚物注漿對(duì)強(qiáng)度的要求。

2 浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

將成型的試件在水中浸泡24 h后取出，進(jìn)行浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。制作試塊的液體體積分別為20.6 mL、23.8 mL、25.8 mL、30.9 mL，共4組，每組5個(gè)試件。將固化物的密度、平均密度、浸水抗壓強(qiáng)度、平均浸水抗壓強(qiáng)度、膨脹倍率一并整理，如表2所示，將對(duì)應(yīng)膨脹倍率的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果也列入表中進(jìn)行對(duì)比。

表2 試件浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表

由表2可知，浸水24 h與未浸水的4組試件平均抗壓強(qiáng)度差值分別為0.06 MPa、0.03 MPa、0.11 MPa、0.08 MPa，強(qiáng)度差值均較小，表明注漿固化物的抗壓強(qiáng)度基本不受水的影響。

完成浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)后，將浸泡試件的水取出一部分，采用精密pH試紙測(cè)試其pH值，結(jié)果如圖1所示。

圖1 浸泡試件用水pH值測(cè)試結(jié)果圖

由圖1可知，浸泡試件24 h后的水pH值基本無(wú)變化，測(cè)得pH值為7.0～7.2。表明本高聚物注漿材料注入道路內(nèi)部后對(duì)地下水pH值無(wú)影響，初步表明該注漿材料不污染水源與土壤，環(huán)保安全。

3 結(jié)語(yǔ)

(1)膨脹倍率在10～15倍時(shí)，隨著固化物密度減小，高聚物注漿材料的抗壓強(qiáng)度變化不明顯，均在2.0 MPa左右。表明在該膨脹倍率范圍時(shí)，固化物的密度對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響不大，均滿足道路高聚

物注漿對(duì)強(qiáng)度的要求。為了增加注漿材料膨脹發(fā)泡時(shí)對(duì)道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部松散介質(zhì)的擠密加固效果，注漿材料的發(fā)泡膨脹倍率以接近15倍為宜。

(2)相同膨脹倍率的試件，其浸水無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度相差不大，表明本高聚物注漿材料的抗壓強(qiáng)度基本不受水的影響，處于道路內(nèi)部潮濕環(huán)境中能保持其強(qiáng)度。此外，浸泡試件24 h后的水pH值基本無(wú)變化，初步表明該注漿材料不污染水源與土壤，環(huán)保安全。

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Experimental Study on Compressive Strength of Road Polymer Grouting Materials

TONG Shui-ming1，ZHANG Yan1，YANG Li-quan1，F(xiàn)ENG Po-nan2

(1.Hubei Huanghuang Expressway Management Division，Wuhan，Hubei，430074；2.Wuhan Institute of Technology，Wuhan，Hubei，430073)

To test the compressive strength of developed polymer grouting materials，this article con-ducted the unconfined compressive strength and soaking unconfined compressive strength test on its cured products.The results showed that：when the expansion coefficient is 10-15 times，the density of cured product has little effect on the compressive strength，and the compressive strength is all about 2.0 MPa.In addition，the soaking has only the little effect on the compressive strength of cured products.

Polymer grouting；Material curing；Unconfined compressive strength；Soaking unconfined compressive strength；Experimental study

童水明(1970—)，工程師，從事高速公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)管理工作；

湖北省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(鄂交科教[2013]731號(hào))；湖北省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(2010CDA021)

U414

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.11.003

1673-4874(2015)11-0017-03

2015-10-16

張 燕(1975—)，工程師，從事高速公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)工作；

楊麗權(quán)(1986—)，助理工程師，從事高速公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)工作；

馮珀楠(1991—)，碩士研究生，研究方向：結(jié)構(gòu)工程。