钢桥面铺装层修补用界面粘结材料的设计与性能研究

发布时间：2020-04-08 13:25

【摘要】：由于钢桥面的结构特性,其受力和变形较为复杂,使得钢桥面铺装层容易出现车辙、开裂、脱层、坑槽等病害。针对铺装层病害部位,局部切除修补的方法可以有效的延缓各种病害的发展,延长铺装层的服役寿命。环氧树脂混凝土作为钢桥面铺装层局部切除修补工程中的一种新型填筑材料,其具有性能优异、常温拌合、固化时间可控等优点。然而,在钢桥面局部修补处界面粘结层处理的问题上,国内外缺乏系统的研究。本文在课题组开发的环氧树脂胶粘剂的基础上,对胶粘剂进行改性以及对界面处理方式的研究,设计出分别适合层间粘结层和新旧混凝土接缝界面粘结层的环氧树脂粘结剂及其处理方式。首先用硅烷偶联剂KH550、KH560、KH570改性环氧树脂粘结剂以提高其界面粘结强度。通过拉拔试验和拉剪试验的结果得出,三种硅烷偶联剂可以有效地改善环氧树脂粘结剂的界面粘结强度。其中,硅烷偶联剂KH550的最佳掺量为1.5%,KH560的最佳掺量为3%,KH570的最佳掺量的3%。然后通过层间剪切试验评价不同层间处理方式下的层间抗剪强度得出,层间粘结剂的最佳单位面积用量为0.6kg/m~2,在此粘结剂用量下,撒布碎石对层间抗剪强度并无明显的改善效果;通过测试各改性环氧树脂粘结剂在不同试验温度和多次冻融循环作用下的层间抗剪强度得出,当采用3%的KH560偶联剂改性后的环氧树脂粘结剂作为层间粘结材料时,在高、常、低温下的层间抗剪强度是三种改性粘结剂中是最高的,而且抗冻融循环能力也是最优的。最后通过接缝界面剪切试验评价不同接缝界面处理方式下的接缝界面抗剪强度得出,接缝界面粘结剂的最佳单位用量为0.6kg/m~2,碎石的最佳撒布量为50%;通过测试各改性环氧树脂粘结剂在不同试验温度和多次冻融循环作用下的接缝界面抗剪强度得出,当采用1.5%的KH550偶联剂改性后的环氧树脂粘结剂作为接缝界面粘结材料时,在高、常、低温下的接缝界面抗剪强度是三种改性粘结剂中是最高的,而且抗冻融循环能力也是最优的。
【图文】：

然后在最佳层间处理方式的基础上，研究对比不同粘结剂（经过不同偶联剂改性的环氧树脂粘结剂）在不同温度、冻融循环次数下的层间抗剪强度，综合地确定出一种性能最优的层间粘结剂。（3）新旧混凝土接缝界面粘结性能的研究。研究出一种最适合于新旧混凝土接缝界面粘结层的处理方式和环氧树脂粘结剂。首先确定出层间最佳的用胶量和碎石用量，即最佳的接缝界面处理方式，然后在最佳接缝界面处理方式的基础上，，研究对比不同粘结剂（经过不同偶联剂改性的环氧树脂粘结剂）在不同温度、冻融循环次数下的接缝界面抗剪强度，综合地确定出一种性能最优的接缝界面粘结剂。1.3.2 技术路线本文三部分研究内容的技术路线及其关系图如下图 1-1 所示：

氧基也参与了固化反应，从而在环氧树脂一端的界面处形成更加稳固的三维网状结构。同时，拥有环氧基的 KH560 可以很好地和环氧树脂体系相容，并且能产生良好的交联效果；KH560 加入到环氧树脂中充当了少部分环氧树脂的作用。（3）KH570，即γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，分子式为C10H22O4Si，其分子结构如式（2-4）：23232323222OCHOCHOCHCHC(CH)COOCHCHCHSi\/= —（2-4）KH570 中的有机官能团含有—C=C—不饱和双键，它可以和不饱和聚酯发生反应，产生交联，如聚氨酯等，但与环氧树脂不发生反应。当环氧树脂体系中包含聚氨酯时，则硅烷偶联剂 KH570 同样可以和环氧树脂体系产生一定的交联。上述三种硅烷偶联剂偶联作用的机理示意图如图 2-2 所示。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U444

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本文编号：2619398