改性环氧树脂透水混凝土的制备及其性能
发布时间：2021-03-10 13:57
透水性混凝土作为新型路面铺装材料,能有效减少道路积水,减少城市不透水路面导致的生态环境不利影响,但水泥基透水混凝土存在强度低、脱粒、掉渣等问题,大多只能应用于低荷载路面。环氧树脂透水混凝土具有强度高、耐疲劳、耐化学腐蚀等优点,然而环氧树脂成本高、固化物脆性大、抗裂纹扩展能力差。因此,研究环氧树脂的性能改善途径同时降低其透水混凝土的制备成本具有重要意义。本文以木材热解副产物——木焦油为原料,采用木焦油与甲醛的反应物对环氧树脂进行改性,将获得的改性环氧树脂与水泥、粗骨料按一定质量份数混合,制备环境友好的高性能环氧树脂透水混凝土;对改性环氧树脂透水混凝土力学性能和路用性能进行测试;通过核磁共振（NMR）、红外光谱（FTIR）等表征手段阐明木焦油-甲醛改性环氧树脂的聚合机理;分析环氧树脂改性对透水混凝土宏观性能的影响。主要研究结论如下:（1）以木焦油、三亚乙基四胺及甲醛为原料,通过Mannich反应生成酚醛胺,以此产物作为环氧树脂改性剂,可显著改善环氧树脂力学性能并降低环氧树脂的成本。（2）以改性环氧树脂与水泥混合后作为透水混凝土的胶凝材料,制备了改性环氧树脂-水泥透水混凝土。混凝土力学性能测...
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
透水混凝土内部结构模型
改性环氧树脂制备透水混凝土及其性能研究3矗由于透水路面有利于改善地表与大气间以及土壤之间的水热对流互通，对调节城市水汽微循环具有重要作用，有显著的生态效益，目前已在北京、上海、江西、吉林等地广泛应用。透水混凝土设计结构模型如图1-2所示，按照其所使用的胶凝材料可分为：水泥透水混凝土、有机透水混凝土，其中有机透水混凝土又可分为透水沥青混凝土、橡胶透水混凝土和树脂透水混凝土等[10]。图1-2透水混凝土设计结构模型1.2.1水泥透水混凝土水泥基透水混凝土的强度主要由骨料的破碎指数、硬度和磨损量等指标确定，其孔隙率与骨料之间的接触点呈同向变化，与力学性能呈负向变化。水泥基透水混凝土的疲劳失效概率符合双参数的Weibull分布，一些研究建立了双对数疲劳方程，并提出了透水路面作为基层路面结构设计系数，为其用作铺面材料提供了理论基础[11]。王武样等[12-13]阐述了透水路面研发及在市政工程中的应用，对透水路面的制备工艺进行了分析，比较了透水混凝土与传统混凝土的性能差异，介绍了透水混凝土的分类、应用维度及相关使用。熙洋[14]分析了透水混凝土的配合比，提出了可行性较高的填充包裹理论及配合比设计方案；研究认为透水混凝土的特殊性在于胶凝材料在骨料接触点周围产生凝固现象，骨料紧密镶嵌，使之形成极具强度及渗透性的水泥砂浆壳——骨架孔隙结构；同时，透水混凝土强度的关键点在于孔隙率。张贤超[15]探讨了透水混凝土的力学及路用性能，对其级配、水灰比、骨灰比等参数进行研究，建立相应回归方程并在实验中加以验证，得出适宜的水灰比范围为0.29~0.33，骨灰比为4:1~5:1，砂灰比为6%~10%。郑木莲等[16]对透水混凝土的抗折、抗压与劈裂强度之间的关系进行了探讨，认为其抗压、抗折与劈裂强度呈正相关
改性环氧树脂透水混凝土的制备28改性环氧树脂透水混凝土成型试件如图3-2、图3-3所示。图3-2改性环氧树脂透水混凝土底面图3-3改性环氧树脂透水混凝土侧面3.5本章小结本章基于改性环氧树脂透水混凝土组成结构，确定了配合比、搅拌工艺、成型等改性环氧树脂透水混凝土制备关键工艺。（1）综合考虑透水混凝土骨架主体强度、骨料间胶结点数量与面积、胶凝材料强度的相互影响，计算获得改性环氧树脂透水混凝土最佳配合比。（2）探讨了不同搅拌工艺、成型工艺及养护方法，本文推荐插捣成型法，有利于提高改性环氧树脂透水混凝土强度，并形成有效连通孔隙。
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚合物改善透水混凝土性能试验研究[J]. 苏有文,廖若寒,周良峥,吴远航,冯中疆,王蓉. 混凝土与水泥制品. 2018(06)
[2]环氧树脂对透水混凝土力学性能及抗冻性的改善[J]. 罗斐,蔡基伟,袁英豪,曹鑫. 商品混凝土. 2018(04)
[3]废旧轮胎橡胶粉对透水混凝土性能的影响研究[J]. 谢迁,周顺鄂,李琪,冉光建,肖新. 新型建筑材料. 2017(12)
[4]聚灰比对聚合物改性透水混凝土性能的影响[J]. 韩裕山,陈潇,周明凯. 混凝土. 2017(10)
[5]再生橡胶透水混凝土基本性能试验研究[J]. 解伟,范程程,陈爱玖,汪志昊,王静. 混凝土. 2017(05)
[6]聚合物透水混凝土应用关键技术[J]. 连亚明,徐仁崇,王伟,石莹,陈裕佳. 商品混凝土. 2017(04)
[7]环氧聚合物混凝土力学性能分析[J]. 王凯,刘松柏,林振华. 建材世界. 2017(01)
[8]线型聚硅氧烷改性聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络[J]. 余晨曦,赵晨,陈政翰,朱静,周金龙,姜彦,张嵘,张洪文. 高分子材料科学与工程. 2017(01)
[9]接枝聚氨酯/环氧树脂/丙烯酸酯互穿网络聚合物的制备与性能[J]. 辛浩波,潘光政. 弹性体. 2016(05)
[10]含柔性链段环氧树脂的合成与性能[J]. 孔志祥,邹路丝,张洋,潘恒,吴晓婷,管蓉. 粘接. 2015(11)
博士论文
[1]环境友好植物纤维/热固性树脂复合材料的制备及改性[D]. 刘文地.福建农林大学 2016
[2]大孔隙沥青路面的透水机理及结构设计研究[D]. 关彦斌.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]基于海绵城市的透水聚合物混凝土路用性能研究[D]. 李睿.重庆交通大学 2017
[2]高温韧性环氧树脂及其快速成型复合材料的制备研究[D]. 罗丛叶.北京化工大学 2017
[3]聚合物改性剂改良透水混凝土性能试验研究[D]. 李金.西南科技大学 2017
[4]矿物聚合物透水混凝土的制备与性能研究[D]. 王琨铭.西安建筑科技大学 2017
[5]抗冻透水混凝土研制及其性能研究[D]. 朱峰.山东农业大学 2017
[6]新型透水混凝土路面铺装材料的制备及性能研究[D]. 孙铂.吉林大学 2017
[7]掺橡胶颗粒透水混凝土的性能研究[D]. 李斌.山东科技大学 2017
[8]基于正交试验法的透水混凝土配合比设计和试验研究[D]. 孙宏友.西南交通大学 2016
[9]高透水性水泥混凝土的强度性能研究[D]. 朱仁旺.合肥工业大学 2016
[10]橡胶混凝土耐久性试验研究[D]. 叶文超.沈阳大学 2013
本文编号：3074778
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
透水混凝土内部结构模型
改性环氧树脂制备透水混凝土及其性能研究3矗由于透水路面有利于改善地表与大气间以及土壤之间的水热对流互通，对调节城市水汽微循环具有重要作用，有显著的生态效益，目前已在北京、上海、江西、吉林等地广泛应用。透水混凝土设计结构模型如图1-2所示，按照其所使用的胶凝材料可分为：水泥透水混凝土、有机透水混凝土，其中有机透水混凝土又可分为透水沥青混凝土、橡胶透水混凝土和树脂透水混凝土等[10]。图1-2透水混凝土设计结构模型1.2.1水泥透水混凝土水泥基透水混凝土的强度主要由骨料的破碎指数、硬度和磨损量等指标确定，其孔隙率与骨料之间的接触点呈同向变化，与力学性能呈负向变化。水泥基透水混凝土的疲劳失效概率符合双参数的Weibull分布，一些研究建立了双对数疲劳方程，并提出了透水路面作为基层路面结构设计系数，为其用作铺面材料提供了理论基础[11]。王武样等[12-13]阐述了透水路面研发及在市政工程中的应用，对透水路面的制备工艺进行了分析，比较了透水混凝土与传统混凝土的性能差异，介绍了透水混凝土的分类、应用维度及相关使用。熙洋[14]分析了透水混凝土的配合比，提出了可行性较高的填充包裹理论及配合比设计方案；研究认为透水混凝土的特殊性在于胶凝材料在骨料接触点周围产生凝固现象，骨料紧密镶嵌，使之形成极具强度及渗透性的水泥砂浆壳——骨架孔隙结构；同时，透水混凝土强度的关键点在于孔隙率。张贤超[15]探讨了透水混凝土的力学及路用性能，对其级配、水灰比、骨灰比等参数进行研究，建立相应回归方程并在实验中加以验证，得出适宜的水灰比范围为0.29~0.33，骨灰比为4:1~5:1，砂灰比为6%~10%。郑木莲等[16]对透水混凝土的抗折、抗压与劈裂强度之间的关系进行了探讨，认为其抗压、抗折与劈裂强度呈正相关
改性环氧树脂透水混凝土的制备28改性环氧树脂透水混凝土成型试件如图3-2、图3-3所示。图3-2改性环氧树脂透水混凝土底面图3-3改性环氧树脂透水混凝土侧面3.5本章小结本章基于改性环氧树脂透水混凝土组成结构，确定了配合比、搅拌工艺、成型等改性环氧树脂透水混凝土制备关键工艺。（1）综合考虑透水混凝土骨架主体强度、骨料间胶结点数量与面积、胶凝材料强度的相互影响，计算获得改性环氧树脂透水混凝土最佳配合比。（2）探讨了不同搅拌工艺、成型工艺及养护方法，本文推荐插捣成型法，有利于提高改性环氧树脂透水混凝土强度，并形成有效连通孔隙。
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚合物改善透水混凝土性能试验研究[J]. 苏有文,廖若寒,周良峥,吴远航,冯中疆,王蓉. 混凝土与水泥制品. 2018(06)
[2]环氧树脂对透水混凝土力学性能及抗冻性的改善[J]. 罗斐,蔡基伟,袁英豪,曹鑫. 商品混凝土. 2018(04)
[3]废旧轮胎橡胶粉对透水混凝土性能的影响研究[J]. 谢迁,周顺鄂,李琪,冉光建,肖新. 新型建筑材料. 2017(12)
[4]聚灰比对聚合物改性透水混凝土性能的影响[J]. 韩裕山,陈潇,周明凯. 混凝土. 2017(10)
[5]再生橡胶透水混凝土基本性能试验研究[J]. 解伟,范程程,陈爱玖,汪志昊,王静. 混凝土. 2017(05)
[6]聚合物透水混凝土应用关键技术[J]. 连亚明,徐仁崇,王伟,石莹,陈裕佳. 商品混凝土. 2017(04)
[7]环氧聚合物混凝土力学性能分析[J]. 王凯,刘松柏,林振华. 建材世界. 2017(01)
[8]线型聚硅氧烷改性聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络[J]. 余晨曦,赵晨,陈政翰,朱静,周金龙,姜彦,张嵘,张洪文. 高分子材料科学与工程. 2017(01)
[9]接枝聚氨酯/环氧树脂/丙烯酸酯互穿网络聚合物的制备与性能[J]. 辛浩波,潘光政. 弹性体. 2016(05)
[10]含柔性链段环氧树脂的合成与性能[J]. 孔志祥,邹路丝,张洋,潘恒,吴晓婷,管蓉. 粘接. 2015(11)
博士论文
[1]环境友好植物纤维/热固性树脂复合材料的制备及改性[D]. 刘文地.福建农林大学 2016
[2]大孔隙沥青路面的透水机理及结构设计研究[D]. 关彦斌.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]基于海绵城市的透水聚合物混凝土路用性能研究[D]. 李睿.重庆交通大学 2017
[2]高温韧性环氧树脂及其快速成型复合材料的制备研究[D]. 罗丛叶.北京化工大学 2017
[3]聚合物改性剂改良透水混凝土性能试验研究[D]. 李金.西南科技大学 2017
[4]矿物聚合物透水混凝土的制备与性能研究[D]. 王琨铭.西安建筑科技大学 2017
[5]抗冻透水混凝土研制及其性能研究[D]. 朱峰.山东农业大学 2017
[6]新型透水混凝土路面铺装材料的制备及性能研究[D]. 孙铂.吉林大学 2017
[7]掺橡胶颗粒透水混凝土的性能研究[D]. 李斌.山东科技大学 2017
[8]基于正交试验法的透水混凝土配合比设计和试验研究[D]. 孙宏友.西南交通大学 2016
[9]高透水性水泥混凝土的强度性能研究[D]. 朱仁旺.合肥工业大学 2016
[10]橡胶混凝土耐久性试验研究[D]. 叶文超.沈阳大学 2013
本文编号：3074778
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