预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固钢筋混凝土梁抗剪性能研究
发布时间：2021-08-22 00:16
预应力钢丝绳加固技术的黏结材料一般采用复合砂浆进行防护,但容易出现复合砂浆开裂钢丝绳锈蚀等问题,将高强度和高韧性的聚氨酯水泥复合材料替代复合砂浆作为黏结材料可以解决开裂的问题。预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固技术将预应力钢丝绳的主动加固和聚氨酯水泥增大截面的被动加固进行有效结合,发挥了两种加固方式的优势。本文依托吉林省重点科技项目--“聚氨酯水泥-预应力钢丝绳加固桥梁技术研究”（项目编号:20150107）,首先对聚氨酯水泥复合材料的力学性能进行研究,然后对预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固钢筋混凝土梁进行了试验研究、有限元分析和理论研究,最后采用此加固技术对实桥进行了抗剪加固。本文主要的研究内容如下:（1）聚氨酯水泥复合材料主要由聚氨酯和水泥组成,两者的反应速度和凝结时间通过催化剂调整,高强度、高韧性的聚氨酯水泥是致密均质的,制备过程要防止气泡产生,水是气泡出现的重要原因,水泥的炒干脱水是制备过程的关键步骤。基于抗压和抗折试验得到了聚氨酯水泥的最优配合比,聚灰比对强度影响较小,但对弹性模量影响较大,聚灰比大的材料主要表现为韧性,反之为脆性。（2）环境温度对聚氨酯水泥复合材料的弯曲和疲劳性能...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：204 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１氨酯基团化学反应示意图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｕｒｅｔｈａｎｅ?ｇｒｏｕｐ??
０￣２５０??３?异?Ｍ?酸根含量（－ＮＣＯ）／％?３０．５－３２．０??４?密度（２５０Ｃ）／（ｇ／ｃｍ３）?１．２２０－１．２５０??５?酸度／％?＜０．０３０??６?水解氯／％?＜０．２０??组合聚醚（俗称白料）采用ＥＳ３０５型号，由山东益盛聚氨酯有限公司生产，主要成??分是聚醚多元醇、硅油、环氧类催化剂ＥＺ０１，常温下为无色透明液体。为了防止化学??反应中聚氨酯起泡，与常规组合聚醚相比，组合聚醚ＥＳ３０５中不含有发泡剂。组合聚醚??ＥＳ３０５的主要物质组成如图２－３所示，物理化学性能见表２－３。??：纖Ｉ?—??图２－３组合聚醚物质组成??Ｆｉｇ．?２－３?Ｍａｔｅｒｉａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｐｏｌｙｅｔｈｃｒ??及２－３飢合聚醚物理化学性能??Ｔａｂｌｅ?２－３?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ａｎｄ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｏｆ?ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ??序号?项目?指标??１?外观?无色透明液体??２?粘度（２５。（：）／ｍＰａ．ｓ?２００－１５００??３?羟值?ｍｇ?ＫＯＨ／ｇ?３５０?±３０??４?密度（２５０Ｃ）／（ｇ／ｃｍ３）?１．１１?±０．２０??（３）催化剂采用Ｄａｂｃｏ?ＭｉｘＣ０２，由山东益盛聚鼠酯存限公司生产，为含有ｄａｂｃｏ??结构的叔胺催化剂，外观为无色透明液体。催化剂叫以调竹聚异氰酸酯（黑料）和组合??聚醚（白料）的化学反）、；／：速度，增人催化剂的使爪量，化学反应速度增快，反之则反应??速度减慢。??本次试验制备聚氨酯的组成成分如阁２－４所示，可以看出ＰＭ－２００为棕祝色的液??休，组
?东北林业大学博士学位论文???ＰＭ－２０Ｑ?ＥＳ３０５?催化剂??零％紙营??图２－４聚氨酯的组成成分??Ｆｉｇ．?２－４?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ??２．２．２制备过程??聚氨酯水泥复合材料制作过程如下，制备流程如图２－５所示。??（１）水泥炒干脱水：将水泥放入炒炉中，在炒炉下方点火加热，保持炒炉匀速转??动，如图２－５?Ｕ）所示，翻炒时间约为９０ｍｉｎ？１２０ｍｉｎ，炒干的目的是尽可能的消除水??泥中自由水和结合水，防止与聚氨酯胶液反应的时候出现气泡。??（２）聚氨酯胶液混合均匀：将异氰酸酯（黑料ＰＭ－２００）和组合聚醚（白料??ＥＳ３０５）按照设计的比例进行裩合，在混合过程中进行搅拌保证胶液均匀混合，采用搅??拌机可以减少搅拌时间，搅拌２ｍｉｎ？５ｍｉｎ即可搅拌均勾，可通过观察黑料和白料混合后??胶液的颜色是否一致判定两种液体是否混合均匀。??（３）制备聚氨酯水泥胶体：将步骤（１）中炒干脱水的水泥和步骤（２）中均匀混??合的聚氨酯胶液混合在一起，如图２－５?（ｂ）所示，加入２％?（质量比例，以聚氨酯胶液??的重量为基准）的催化剂，高速搅拌３ｍｉｎ，使聚氨酯胶液和水泥均匀混合，形成聚氨??酯水泥胶体。??（４）浇筑养生成型：将聚氨酯水泥胶体浇筑到预先准备好的模具中，抹平试模表??面残留的胶体，常温下约６０ｎｉｉｎ聚氨酯水泥胶体可以凝固完毕，在常温下养生２４ｈ，可??进行试件脱模。聚氨酯水泥具备很好的可模性，根据试件模具可以制备出各种不同形状??的聚氨酯水泥试件，满足不同力学指标的测试。??本文得到的聚氨酯水泥复合材料是内部没有气泡的复合材料，形成的聚氨酯水泥是??
【参考文献】：
期刊论文
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[10]公路桥梁工程体外预应力加固技术的应用[J]. 郭殿忠. 交通世界. 2019(26)
博士论文
[1]聚氨酯水泥预应力钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土T梁研究[D]. 张可心.东北林业大学 2018
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[5]基于多级等幅荷载下的沥青混合料损伤累积和沥青面层疲劳损伤破坏研究[D]. 吴志勇.华南理工大学 2014
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[7]桥梁船撞安全评估[D]. 耿波.同济大学 2007
[8]高性能复合砂浆钢筋网加固RC梁的性能研究[D]. 卜良桃.湖南大学 2006
硕士论文
[1]预应力CFRP筋加固混凝土梁抗弯性能试验研究[D]. 谢斌.广西科技大学 2019
[2]基于威布尔分布的涡扇发动机寿命预测研究[D]. 张晓彤.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于视频和残骸照片的桥梁倒塌反演方法研究[D]. 王锦涛.浙江工业大学 2019
[4]钢板—混凝土组合结构在简支梁桥加固中的应用研究[D]. 鲁林.华中科技大学 2019
[5]预应力碳纤维板加固损伤混凝土梁的抗弯承载能力研究[D]. 周知献.重庆交通大学 2018
[6]钢板—混凝土组合结构在刚架拱桥加固中应用研究[D]. 袁力.华中科技大学 2018
[7]钢板与预应力碳纤维布组合加固RC梁抗弯承载力分析[D]. 马雷.武汉理工大学 2018
[8]聚氨酯水泥钢丝绳复合加固桥梁试验及有限元数值分析[D]. 张盛然.东北林业大学 2018
[9]新型预应力高强钢丝绳加固RC桥梁抗弯性能试验研究[D]. 肖秋羽.华侨大学 2018
[10]预应力高强钢丝绳抗剪加固混凝土梁试验研究[D]. 许心怡.东南大学 2017
本文编号：3356607
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：204 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１氨酯基团化学反应示意图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｕｒｅｔｈａｎｅ?ｇｒｏｕｐ??
０￣２５０??３?异?Ｍ?酸根含量（－ＮＣＯ）／％?３０．５－３２．０??４?密度（２５０Ｃ）／（ｇ／ｃｍ３）?１．２２０－１．２５０??５?酸度／％?＜０．０３０??６?水解氯／％?＜０．２０??组合聚醚（俗称白料）采用ＥＳ３０５型号，由山东益盛聚氨酯有限公司生产，主要成??分是聚醚多元醇、硅油、环氧类催化剂ＥＺ０１，常温下为无色透明液体。为了防止化学??反应中聚氨酯起泡，与常规组合聚醚相比，组合聚醚ＥＳ３０５中不含有发泡剂。组合聚醚??ＥＳ３０５的主要物质组成如图２－３所示，物理化学性能见表２－３。??：纖Ｉ?—??图２－３组合聚醚物质组成??Ｆｉｇ．?２－３?Ｍａｔｅｒｉａｌ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｐｏｌｙｅｔｈｃｒ??及２－３飢合聚醚物理化学性能??Ｔａｂｌｅ?２－３?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ａｎｄ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?ｏｆ?ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ??序号?项目?指标??１?外观?无色透明液体??２?粘度（２５。（：）／ｍＰａ．ｓ?２００－１５００??３?羟值?ｍｇ?ＫＯＨ／ｇ?３５０?±３０??４?密度（２５０Ｃ）／（ｇ／ｃｍ３）?１．１１?±０．２０??（３）催化剂采用Ｄａｂｃｏ?ＭｉｘＣ０２，由山东益盛聚鼠酯存限公司生产，为含有ｄａｂｃｏ??结构的叔胺催化剂，外观为无色透明液体。催化剂叫以调竹聚异氰酸酯（黑料）和组合??聚醚（白料）的化学反）、；／：速度，增人催化剂的使爪量，化学反应速度增快，反之则反应??速度减慢。??本次试验制备聚氨酯的组成成分如阁２－４所示，可以看出ＰＭ－２００为棕祝色的液??休，组
?东北林业大学博士学位论文???ＰＭ－２０Ｑ?ＥＳ３０５?催化剂??零％紙营??图２－４聚氨酯的组成成分??Ｆｉｇ．?２－４?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ??２．２．２制备过程??聚氨酯水泥复合材料制作过程如下，制备流程如图２－５所示。??（１）水泥炒干脱水：将水泥放入炒炉中，在炒炉下方点火加热，保持炒炉匀速转??动，如图２－５?Ｕ）所示，翻炒时间约为９０ｍｉｎ？１２０ｍｉｎ，炒干的目的是尽可能的消除水??泥中自由水和结合水，防止与聚氨酯胶液反应的时候出现气泡。??（２）聚氨酯胶液混合均匀：将异氰酸酯（黑料ＰＭ－２００）和组合聚醚（白料??ＥＳ３０５）按照设计的比例进行裩合，在混合过程中进行搅拌保证胶液均匀混合，采用搅??拌机可以减少搅拌时间，搅拌２ｍｉｎ？５ｍｉｎ即可搅拌均勾，可通过观察黑料和白料混合后??胶液的颜色是否一致判定两种液体是否混合均匀。??（３）制备聚氨酯水泥胶体：将步骤（１）中炒干脱水的水泥和步骤（２）中均匀混??合的聚氨酯胶液混合在一起，如图２－５?（ｂ）所示，加入２％?（质量比例，以聚氨酯胶液??的重量为基准）的催化剂，高速搅拌３ｍｉｎ，使聚氨酯胶液和水泥均匀混合，形成聚氨??酯水泥胶体。??（４）浇筑养生成型：将聚氨酯水泥胶体浇筑到预先准备好的模具中，抹平试模表??面残留的胶体，常温下约６０ｎｉｉｎ聚氨酯水泥胶体可以凝固完毕，在常温下养生２４ｈ，可??进行试件脱模。聚氨酯水泥具备很好的可模性，根据试件模具可以制备出各种不同形状??的聚氨酯水泥试件，满足不同力学指标的测试。??本文得到的聚氨酯水泥复合材料是内部没有气泡的复合材料，形成的聚氨酯水泥是??
【参考文献】：
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[9]组合粘贴纤维增强复材抗弯加固35 m T型梁破坏性试验研究[J]. 张峰,吴宇飞,高华睿,李广昊. 工业建筑. 2019(09)
[10]公路桥梁工程体外预应力加固技术的应用[J]. 郭殿忠. 交通世界. 2019(26)
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[1]聚氨酯水泥预应力钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土T梁研究[D]. 张可心.东北林业大学 2018
[2]FRP格栅增强ECC复合加固混凝土梁试验与计算方法研究[D]. 郑宇宙.东南大学 2018
[3]斜裂缝对混凝土梁桥受剪性能影响研究[D]. 郑开启.东南大学 2017
[4]沥青混合料细观疲劳机制与疲劳预估模型研究[D]. 王毅.长安大学 2015
[5]基于多级等幅荷载下的沥青混合料损伤累积和沥青面层疲劳损伤破坏研究[D]. 吴志勇.华南理工大学 2014
[6]体外预应力钢丝绳加固RC梁受剪性能的研究[D]. 黄巍.东北林业大学 2014
[7]桥梁船撞安全评估[D]. 耿波.同济大学 2007
[8]高性能复合砂浆钢筋网加固RC梁的性能研究[D]. 卜良桃.湖南大学 2006
硕士论文
[1]预应力CFRP筋加固混凝土梁抗弯性能试验研究[D]. 谢斌.广西科技大学 2019
[2]基于威布尔分布的涡扇发动机寿命预测研究[D]. 张晓彤.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于视频和残骸照片的桥梁倒塌反演方法研究[D]. 王锦涛.浙江工业大学 2019
[4]钢板—混凝土组合结构在简支梁桥加固中的应用研究[D]. 鲁林.华中科技大学 2019
[5]预应力碳纤维板加固损伤混凝土梁的抗弯承载能力研究[D]. 周知献.重庆交通大学 2018
[6]钢板—混凝土组合结构在刚架拱桥加固中应用研究[D]. 袁力.华中科技大学 2018
[7]钢板与预应力碳纤维布组合加固RC梁抗弯承载力分析[D]. 马雷.武汉理工大学 2018
[8]聚氨酯水泥钢丝绳复合加固桥梁试验及有限元数值分析[D]. 张盛然.东北林业大学 2018
[9]新型预应力高强钢丝绳加固RC桥梁抗弯性能试验研究[D]. 肖秋羽.华侨大学 2018
[10]预应力高强钢丝绳抗剪加固混凝土梁试验研究[D]. 许心怡.东南大学 2017
本文编号：3356607
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