甲基丙烯酸甲酯路面快速修补材料力学性能分析

摘要

为探究甲基丙烯酸甲酯(Methyl Methacrylate, MMA)胶凝材料配比，设计以丙烯酸异辛酯(2-Ethylhexyl Acrylate, 2-EHA)及丙烯酸丁酯(n-butyl Acrylate, BA)两种软单体质量比、两种软单体与硬单体MMA质量比、引发剂过氧化苯甲酰(Benzoyl Peroxide, BPO)与所有单体质量比为变量的正交试验，分析胶凝材料浇铸体的固化时间、高低温性能和力学强度变化，并基于极差分析和灰色关联分析探究胶凝材料最佳配比；分析不同胶石比修补材料的抗压强度、抗弯拉强度和抗剪强度随龄期的变化趋势，并与水泥修补材料对比。研究结果表明：BPO引发剂质量与软硬单体总质量之比为2%,固化时间为20～30 min,可满足路面快速修补的现场施工操作要求；软单体与硬单体质量比为20%、2-EHA与BA质量比为3.0:1.0时，胶凝材料浇铸体的综合性能最优，玻璃化转变温度为123.3℃,温度为-12℃时，低温蠕变劲度模量为472 MPa,拉伸强度和弯曲强度分别为20.8、35.6 MPa,胶凝材料表面光滑无孔洞；以养护1.5 h为节点，前期MMA胶凝材料与集料质量比为11%的MMA快速修补材料的抗压强度增速较快，后期MMA胶凝材料与集料的质量比为10%的快速修补材料的抗压强度增速快，养护2.0 h快速修补材料的抗压强度为养护4.0 h快速修补材料的86.84%;MMA胶凝材料与集料的质量比为10%的MMA快速修补材料的养护1.0 h抗弯拉强度比养护0.5 h快速修补材料增大10.11%,养护2.0 h抗弯拉强度比养护1.5 h增大31.64%;不同MMA胶凝材料与集料质量比快速修补材料的初期抗剪强度达到养护4 h的77.4%;MMA快速修补材料的抗压强度和抗弯拉强度优于水泥修补料，但抗剪强度比水泥修补料小。

关键词

单体 / 胶凝材料配比 / 快速修补材料 / 固化时间 / 力学强度

基金资助

天津市交通运输科技发展计划项目(2022-11)