[发明专利]一种混杂纤维增强的高性能混凝土路面

说明书

技术领域

本发明属于路面材料领域，涉及一种混凝土路面，具体涉及一种添加了混杂纤维的高性能混凝土路面。

背景技术

沥青和混凝土是国内外最常用的路面材料。沥青路面以其良好的力学性能、平整耐磨的表面、平稳舒适的行车性能、施工期短以及养护维修简便等特点受到世界众多国家的青睐。然而，沥青路面属于柔性路面，在高温、行车量大、重载荷车辆多的路段，沥青路面非常容易产生永久变形和塑性流动而导致路面结构层发生凹凸变形，耐久性差。混凝土路面属于刚性路面，具有良好的强度、刚度、稳定性、耐久性，因而被广泛应用于各种路面工程中。

普通混凝土路面因自身混凝土材料的限制，也会在应用过程中产生各种问题，如易收缩开裂、抗拉抗折强度低、韧性差、脆性大、抗冲击性能较低、耐磨性差等。例如，混凝土路面由于抗拉性能较低，经常会有因干燥而发生失水收缩开裂的现象，从而极大地影响了道路的抗渗、抗冻、抗化学介质侵蚀、抗海水和雨水侵蚀、抗钢筋锈蚀等性能，造成混凝土使用寿命大大缩短，这种危害在桥面及近海地区的混凝土道路工程中尤为明显。在交通繁忙的道路上，如公路路面、城市路面、公交站路面等，不断来往的车辆会对耐磨性较差的混凝土路面造成严重的磨损。在机场跑道或重载荷汽车作用下的混凝土道路，机降落的冲击力或汽车的重载力还会造成路面局部开裂甚至断裂。

CN200910061846和CN201010260437使用钢纤维来增强混凝土路面，有效的提高了混凝土的抗拉抗折强度、抗冲击以及抗收缩开裂性能。然而添加钢纤维大大提高了工程造价；还存在着拌和困难，影响混凝土材料整体均匀性的问题；路面因磨损而暴露的钢纤维还存在着刺破轮胎、扎伤行人的风险；在沿海地区或者桥面工程中，钢纤维还需要进行表面防锈处理；在特殊环境中，如机场跑道，钢纤维还会干扰机场信号。

CN200810021644公开了一种聚丙烯粗纤维，可以有效提高混凝土的抗拉、抗弯以及裂后性能，从而取代钢纤维或者构造钢筋。然而，聚丙烯粗纤维具有憎水性，与混凝土的粘结力较低，因此大大降低了纤维的增强效果。为了提高纤维与混凝土的粘结力，纤维往往会进行异性处理或表面压痕处理，但这种处理会严重降低纤维的强度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种混杂纤维增强的高性能混凝土路面。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混杂纤维增强的高性能混凝土路面，混凝土中掺入了增强纤维，所述增强纤维由改性聚丙烯粗纤维和聚合物细纤维组成，改性聚丙烯粗纤维在混凝土中的含量为3kg/m³-20kg/m³，聚合物细纤维在混凝土中的含量为0kg/m³-15kg/m³。

进一步，改性聚丙烯粗纤维在混凝土中的含量为5kg/m³-10kg/m³，聚合物细纤维在混凝土中的含量为0kg/m³-5kg/m³。

进一步，所述改性聚丙烯粗纤维通过有机改性剂、硅烷偶联剂、无机改性填料的一种或一种以上的混合物进行化学表面改性后，熔融拉伸制备而成。

进一步，所述有机改性剂为马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚乙二醇中的一种或一种以上的混合物，所述的偶联剂为硅烷偶联剂Si-69、KH570、KH550、KH151、硅胶抗粘连剂、正硅酸乙酯(TEOS)中的一种或一种以上的混合物，所述的无机改性填料为滑石粉、高岭土、硅土、硅藻土、蒙脱土、水滑石中的一种或一种以上的混合物。

所述有机改性剂为聚丙烯纤维提供亲水基团，改善了聚丙烯纤维不亲水的缺陷，从而提高了与混凝土的亲和力。所述偶联剂为硅烷偶联剂Si-69、KH570、KH550、KH151、硅胶抗粘连剂、正硅酸乙酯(TEOS)中的一种或一种以上的混合物。偶联剂会使聚丙烯纤维表面出现硅氧基团Si-O，当混凝土发生水化反应硬化时，纤维上的硅氧基团也会参与反应，从而与混凝土发生化学交联。所述无机改性填料会使聚丙烯纤维表面出现二氧化硅，当混凝土发生水化反应硬化时，纤维上的二氧化硅也会参与反应，从而进一步提高与混凝土发生化学交联。改性后聚丙烯粗纤维与混凝土具有很好的亲和力和粘结力，因而大幅度提高了纤维在混凝土中的增强效果。

进一步，所述改性聚丙烯粗纤维长度30-80mm，直径0.4-1.5mm，拉伸强度400-700MPa，弹性模量5-14GPa。