基于水泥路面薄层修补的聚合物改性砂浆研究

发布时间：2017-09-18 23:04

  本文关键词：基于水泥路面薄层修补的聚合物改性砂浆研究

  更多相关文章： 路面薄层 CAE砂浆 材料组成 强度与耐久性 硬化机理

【摘要】：水泥路面砂浆层破损是面层结构普遍存在的一种难以处理的早期破坏,究其原因,主要是由于现有水泥路面薄层修补材料柔韧性差、粘结性和耐久性不足所致。本文在综合考虑乳化沥青柔韧性优良,与水泥适应性好,环氧乳液粘结性能和耐久性优异的基础上,提出对现有普通水泥砂浆复合改性的思路,研制出一种力学强度高、柔韧性好、路用性能优良的复合水泥路面薄层修补材料——CAE砂浆。通过材料适应性研究,确定了乳化沥青和减水剂种类,荧光显微分析得出环氧乳液占乳液总量30%时,空间网状分布状态最佳;材料组成设计研究确定了CAE砂浆基本组成:乳液总量(0.4),环氧乳液比例(30%),水胶比(0.38),胶砂比(1:2),减水剂(1.8%),消泡剂(0.1%),在此条件下CAE砂浆的工作性能和力学性能最优。研究了环氧乳液和乳化沥青相对用量对CAE砂浆路用性能的影响,对比分析了砂浆的力学、柔韧性、粘结性、收缩性、抗渗和耐化学侵蚀性能。结果表明,CAE砂浆各种性能均优于普通砂浆,且各项性能随环氧乳液比例增加得到改善,在环氧乳液用量30%时,28d龄期压折比较水泥乳化沥青砂浆降低了5.3%,小球冲击韧性提高16.1%,层间拉伸强度提高27.5%,层间剪切强度提高11.1%;酸介质侵蚀,抗折、抗压强度损失率降低18.8%和29.5%;油介质侵蚀,抗折、抗压强度损失率降低35.8%和25.8%。并结合广西某二级公路翻修工程,采用CAE砂浆对试验段表层病害进行了修复,现场使用效果良好,验证了室内研究成果。CAE复合胶浆硬化机理分析表明,沥青和环氧树脂包裹水泥,延缓水泥水化,使得XRD谱图中AFt、Ca(OH)2峰值较弱,随着龄期的延长,CAE复合胶浆在XRD谱图中AFt、Ca(OH)2峰值与水泥净浆相似,说明乳化沥青和环氧乳液加入能够延缓水泥水化但不能阻碍水化进程;红外光谱分析环氧乳液能够在CAE复合胶浆中完全固化;乳化沥青和环氧乳液固化形成的网络结构与水泥水化产物相互交织穿插,改善CAE复合胶浆材料的孔隙结构。
【关键词】：路面薄层 CAE砂浆 材料组成 强度与耐久性 硬化机理
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 水泥路面表面损伤修复技术要求15-16
• 1.4 研究内容及技术路线16-19
• 1.4.1 研究内容17
• 1.4.2 技术路线17-19
• 第二章 原材料及试验方法19-31
• 2.1 原材料19-23
• 2.1.1 环氧乳液19-20
• 2.1.2 水性固化剂20
• 2.1.3 乳化沥青20-21
• 2.1.4 水泥21
• 2.1.5 细集料21-22
• 2.1.6 拌合用水22
• 2.1.7 外掺剂22-23
• 2.2 试件制备及养护条件23
• 2.2.1 试件制备23
• 2.2.2 试件养护条件23
• 2.3 试验方法23-31
• 2.3.1 材料适应性测试方法23-24
• 2.3.2 砂浆工作性能和力学强度测试方法24-28
• 2.3.3 耐久性能测试方法28-29
• 2.3.4 微观测试方法29-31
• 第三章 CAE砂浆材料适应性及组成设计研究31-46
• 3.1 设计方法31-32
• 3.1.1 设计要求31-32
• 3.1.2 设计步骤32
• 3.2 原材料适应性研究32-37
• 3.2.1 乳化沥青与水泥的适应性32-34
• 3.2.2 环氧乳液与乳化沥青的适应性34-36
• 3.2.3 减水剂的适应性36-37
• 3.3 材料组成设计37-45
• 3.3.1 乳化沥青比例的确定37-39
• 3.3.2 环氧乳液比例的确定39-40
• 3.3.3 水胶比的确定40-41
• 3.3.4 胶砂比的确定41-42
• 3.3.5 外加剂掺量的确定42-45
• 3.3.6 CAE砂浆基本配比45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 CAE砂浆强度及耐久性研究46-65
• 4.1 力学性能46-53
• 4.1.1 力学强度46-48
• 4.1.2 柔韧性48-51
• 4.1.3 粘结强度51-53
• 4.2 耐久性能53-59
• 4.2.1 收缩性能研究53-54
• 4.2.2 抗渗性能研究54-55
• 4.2.3 抗化学介质侵蚀性能55-59
• 4.3 工程应用实例59-63
• 4.3.1 试验路工程概况与设计要求59-60
• 4.3.2 材料组成配比及用量的确定60
• 4.3.3 施工流程60-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 CAE复合胶浆硬化机理研究65-77
• 5.1 水泥水化、硬化机理65-66
• 5.2 乳化沥青破乳机理66-67
• 5.3 环氧乳液固化机理67-68
• 5.4 CAE复合胶浆硬化机理68-76
• 5.4.1 XRD分析68-71
• 5.4.2 红外光谱分析71-74
• 5.4.3 SEM分析74-75
• 5.4.4 CAE复合胶浆硬化机理75-76
• 5.5 本章小结76-77
• 结论与展望77-79
• 结论77-78
• 展望78-79
• 参考文献79-83
• 攻读学位期间取得的研究成果83-84
• 致谢84

【参考文献】

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本文编号：878025