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1、早强快硬聚氨酯混凝土的试验研究韦灼彬3王铁成2高屹"（1海军工程大学天津校区，天津塘沽300459；2天津大学建筑工程学院，天津南开300072）【摘耍】采用正交试验，对一种聚氨酯混凝土的材料和配合比进行了选择性研究。结果表明，在本文试验范围内，釆用聚氨酯PU-2、固化剂JB-2（浓度40%）,骨料为砂、石和水泥，砂率36%,水泥掺量为砂石总量的1/8,聚氨酯：固化剂为1：1,催化剂：聚氨酯为1：80,胶骨比为1：8.5,达到最佳的早期强度试验值。该聚氨酯混凝土固化快，早期强度高，适合于快速修补。【关键词】聚氨酯混凝土；正交试验；配合比；快速修补【中
2、图分类号】TU528.042【文献标识码】A［文章编号】1002-3550（2005）09-0058-071引言树脂混凝土是一种聚合物混凝土，主耍用于机场跑道和公路而层的局部修补，其优点是：施工后硬化快，耐磨性及抗冲击性好，抗渗性、抗冻性好，粘结力强、对水泥混凝土或石料等都能很好粘结。缺点是硬化时收缩大，耐火性差，单位体积造价高。树脂混凝土常由热固性液态树脂为胶结料，并加入固化剂、填料及砂石骨料配制而成。作为热固性树脂多用聚酯树脂，此外还用咲喃树脂、酚醛树脂、环氧树脂等，所用填料主要有碳酸钙、硅粉、水泥、粉煤灰等，骨料与普通混凝土相同，但要求充分干燥
3、，含水率小于0.5%。本文拟采用聚酯配制树脂混凝土，以改善其性能，降低成本，并适当简化现场施工。聚氨酯树脂乂称聚氨基甲酸酯，是一种主链上含有较多的氨基中酸酯基团的高分子合成材料，一般由聚酯、聚醍和聚烯坯等低聚物多元醇与多异氤酸酯及二醇或二胺类扩链剂逐步加成聚合而成，具有可发泡性、弹性、耐磨性、粘结性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性等。聚氨酯树脂的主要原料Z—是异氧酸酯，不同类型的异氤酸酯与多径基化合物反应后，能生成各种结构的聚氨酯，从而获得不同性质的高分子材料。木文试验研究中，所用的聚氨酯是以异氟酸酯与氨基化合物为主反应所生成。在反应过程中由于有热
4、量放出，所以温度较高，同时伴随发生支化、交联等副反应，最终生成体型网关结构的聚合物。2正交试验本文采用正交试验设计法。分析影响聚氨酯混凝土早期抗折、抗压强度的因素，设计正交试验，确定最佳因子组合和各因子显著性；以最佳因子组合为基础配合比，分别采用不同的聚氨酯和固化剂，找出最佳聚氨酯和固化剂品种；分析正交试验结果，对主要影响因索的水平进行进一步调整，得到该因索的最佳水平，得到聚氨酯混凝土的最佳配合比；按照聚氨酯混凝土的最佳配合比制作试件，测试基本力学性能。2.1材料聚氨酯:聚醯型聚氨酯PU-1、PU-2、PU-3固化剂：胺类固化剂JB-KJB-2（浓度
5、为40%）、JB-3稀释剂：惰性（不含活性氢化合物）稀释剂，不参与化学反应，仅调节液体黏度，增加渗透性。催化剂：有机金属化合物，调节反应速度，促进链增长反应。填料（粉料）：325号矿渣水泥碎石：粒径为10mm〜20mm,堆积密度为1405g/L,视密度为2750g/L。砂:堆积密度为1380g/L,视密度为2630g/Lo2.2正交试验设计影响聚氨酯混凝土凝结硬化时间及强度的决定性因素是聚氨酯和固化剂的品种，此外还有骨料、聚氨酯与固化剂Z比、催化剂与聚氨酯Z比、稀释剂与聚氨酯Z比、胶骨比（即聚氨酯及具助剂如固化剂、稀释剂、催化剂等与粗细骨料和填料的质
6、量比）和养护温度等，设计正交试验的因子和水平见表lo采用聚氨酯PU-1.固化剂JB-1,利用L18（2X37）正交表，骨料配方二水平，其他因素各三水平，制作18个试件以确定最住因子组合。表1试验因子和水平因子水平123A.骨料砂+石，砂率为36%砂+石+水泥，砂率为36%,水泥为砂石总量的1/8B・聚氨酯：固化剂10:310:410:5C.养护温度17V（试验时室温）3or50CD.催化剂：聚氨酯1:801:1101:140E.稀释剂：聚氨酯1.2:101.6:102.0:10F.胶骨比1:71:81:92.3最佳聚合物品种通过18个试件的强度试验初
7、步确定最佳因子组合，以此为基础配比，改变聚氨酯和固化剂品种,分别采用①PUT、JB-1；脯剂:②PU-2、JB-2（浓度为40%）；③PU-3、JB-3O配合比见表2。在拌制时发现，PU-3与JB-3混合后立刻发生化学反应，生成絮状物，很难与拌和好的骨料搅拌均匀，只能改变拌制方法，即先拌和骨料，再分别加入固化剂和聚氨酯进行快速搅拌。从试验结果发现聚氨酯混凝土的早期强度①V②V③。③强度虽高，但凝结太快，不满足现场施工操作时间上的要求，因此，采用PU-2,JB-2（40%）。表2试件配合比①②③聚合物PU-1,JB-1,稀释剂PU-2,JB-2(40%
8、)PU-3,JB-3骨料砂:碎石:325水泥二0.36:0.64:0.125催化剂:PU:固化剂1/80:1
