基于纤维聚合物砂浆的混凝土结构防护材料研究

发布时间：2020-10-17 09:47

　　 随着人们对混凝土性能的不断挖掘,各种高性能混凝土得到广泛的开发和应用。与此同时,环境也是在千变万化,恶劣的环境会对混凝土造成严重的损伤和破坏,特别是常年处于高湿、高温、高盐污及高酸雾结露的环境下,很多混凝土结构都会发生保护层脱落及钢筋锈蚀的问题。如果保护层损伤和破坏的建筑结构不用重新拆掉重建,只需用少量修补砂浆进行防护修补就可继续使用,将会事半功倍,且更利于混凝土的广泛应用。因此,本文以工作性好、韧性好、粘结性好和耐久性好的“四好防护修补砂浆”为目标,首先在原有硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆基础上加入聚合物和抗裂纤维进行改性和增韧;然后对普通硅酸盐水泥(PO)砂浆加入早强剂提高早期强度,并定量加入聚合物和抗裂纤维进行研究;最后研究两个水泥系列修补砂浆的耐久性,给出优选配比。主要内容与结论如下:1、SAC砂浆采用三因素三水平正交试验方法,以工作性、力学性能、冲击韧性、粘结强度为控制指标,分别研究胶砂比(C/S)、聚胶比(P/C)、抗裂纤维掺量(ω_(XW))三个因素对硫铝酸盐水泥砂浆各项性能的影响。研究表明:1)随着胶砂比的增大,流动度、冲击韧性和抗折强度(f_t)、抗压强度(f_c)都逐渐增大;粘结强度(f_b)受到的影响较小,先略有增大然后减小。2)随着聚合物用量的增加,f_t、f_b和冲击韧性都有所提高,而流动度和f_c则逐渐减小。3)随着抗裂纤维用量的增加,抗冲击强度逐渐增大,流动度和f_t、f_c则是先增大后减小。2、PO砂浆首先采用单因素试验方法,探究各种早强剂对硅酸盐水泥砂浆早期强度(1d、3d和7d的f_c、f_t与14d的f_b)的提高效果,然后把SAC砂浆的优选配比应用到硅酸盐水泥系列,研制出硅酸盐水泥系列的优选配比。研究表明:1)分析甲酸钙、无水硫酸钠、乙酸钙和三乙醇胺四种早强剂对PO砂浆力学性能的影响,得出四种早强剂的最佳掺量分别为1.5%、1.0%、0.7%和0.05%;2)在加入早强剂后砂浆中再加入8%的聚合物和1.5kg/m~3的抗裂纤维,通过分析抗折强度,得出四种早强剂的最佳效果依次为三乙醇胺无水硫酸钠甲酸钙乙酸钙,对f_c的提高幅度的幅度依次是三乙醇胺无水硫酸钠甲酸钙乙酸钙;3)对f_b分析可知,加入早强剂的四组粘结强度基本上与空白组持平。结合早强剂用量及性价比,最终确定掺量为0.05%的三乙醇胺作为早强剂进行实际应用。3、耐久性测试研究表明:无论是单掺聚合物、单掺抗裂纤维,还是复掺聚合物和抗裂纤维,对SAC、PO两种水泥系列砂浆的收缩性能、抗渗透性能、抗冻性能和抗碳化性能都有一定的提高;复掺聚合物与抗裂纤维的SA系列砂浆,90d收缩率比空白组降低了16.38×10~(-5),氯离子扩散系数降低了19.2%,碳化深度减小了15.4%;复掺聚合物与抗裂纤维的PO系列砂浆,90d收缩率比空白组降低了16.0×10~(-5),氯离子扩散系数降低了15.8%,碳化深度减小了17.3%。硫酸浸泡试验发现,有保护涂层的抗压强度要明显高于无涂层保护的抗压强度,体现了防腐涂层的保护作用。4、用于混凝土结构防护的纤维聚合物砂浆性价比最优参考配比为:SAC系列W/C=0.31,C/S=1:1.5,P/C=8%,ω_(XW)=1.5kg/m~3,减水剂掺量为胶凝材料的0.3%,PO系列外加0.05%的三乙醇胺早强剂。
【学位单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU578.1
【部分图文】：

由于本文使用的封闭涂层是青岛科技大学已经研究成熟的一种材料，本文就不再进行深入的研究，直接应用到试验中。喷涂后的试件如图1.1所示。图 1.1 涂刷保护涂层后的试件：a）防腐涂层涂敷过程中的图片；b）防腐涂层涂敷后的表面情况1.2.3 防腐涂层的评定指标防腐涂层的性能评定指标主要是通过防腐涂层抵抗各种腐蚀介质能力来反映，通常需要其具有抵抗酸、碱、盐的侵蚀，根据实际不同的使用环境和防腐要求，还需对防腐涂料的耐温性能、耐气候性能、抗冲击性能、耐腐蚀性能等多方a) b)

课题研究路线

图 2.1 水泥胶砂流动度测定仪器： a）水泥胶砂搅拌机；b）水泥胶砂流动度跳桌2 力学性能依据《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》（GB/T17671-1999）[46]的要求泥胶砂试件标准养护至规定龄期，测定试件的抗折强度和抗压强度，试验
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本文编号：2844620