基于冻融循环和氯盐侵蚀耦合条件下聚合物快硬水泥砂浆耐久性的研究

发布时间：2017-08-30 21:14

  本文关键词：基于冻融循环和氯盐侵蚀耦合条件下聚合物快硬水泥砂浆耐久性的研究

  更多相关文章： 聚合物改性 快速修补 氯盐侵蚀 冻融循环 耦合 孔结构 红外光谱

【摘要】：聚合物快硬水泥砂浆作为一种新型快速修补材料,具有良好的工作性能和力学性能,且养护时间短,满足快速开放交通的要求,给公众出行带来了极大的便利。但作为一种新材料,耐久性是其大面积推广使用的关键,尤其是在复杂的实际服役环境中,材料能否依然保持较好的使用性能成为大家关注的焦点。本文就聚合物快硬水泥砂浆在兰州市特殊环境条件下的耐久性进行了研究。本文统计分析了近三年兰州市的气象数据和有害冻融破坏温度,确定了更接近水泥基结构体实际服役环境的实验条件,并通过对比不同配比的水泥砂浆的基本性能(如:凝结时间,流动度,抗折强度,抗压强度,粘结强度),确定了聚合物+快硬硫铝酸盐水泥+普通硅酸盐水泥复合体系的最佳配比。重点研究了该聚合物快硬水泥砂浆在冻融循环和氯盐侵蚀耦合条件下的耐久性,并借助孔结构分析和红外光谱分析探讨了其微观结构与耐久性之间的内在联系,进一步分析了聚合物的改性机理。实验结果表明:(1)聚合物可再分散乳胶粉的加入对快硬水泥砂浆的工作性、粘结性及强度发展均有一定的改善作用,综合来看,当聚合物掺量为4%时,该聚合物快硬水泥砂浆具有最佳的综合性能。(2)聚合物可再分散乳胶粉的加入也可明显改善快硬水泥砂浆的抗冻性、抗渗性及在耦合条件下的耐久性,聚合物掺量为4%的聚合物快硬水泥砂浆抗冻性最佳,经过150次冻融循环后,其相对抗压强度损失、相对抗折强度损失和相对质量损失与未掺加聚合物的试件相比分别下降了27.03%,56.55%,45.68%。快硬水泥砂浆的抗氯离子渗透性能也有所改善,随聚合物掺量的增加,其氯离子迁移系数依次降低。(3)通过对聚合物快硬水泥砂浆进行孔结构和红外光谱的分析,发现聚合物的加入之所以会改善水泥砂浆的耐久性,一方面是由于其物理填充作用,另一方面,聚合物与水泥水化产物也会发生化学反应,从而改善其性能。
【关键词】：聚合物改性 快速修补 氯盐侵蚀 冻融循环 耦合 孔结构 红外光谱
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ177.62
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 研究的背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-21
• 1.2.1 水泥基材料耐久性的研究现状12-16
• 1.2.2 水泥基路面修补材料的研究现状16-18
• 1.2.3 ANSYS在热分析中的应用18-21
• 1.3 本文的研究目的及内容21-23
• 1.3.1 本文的研究目的21
• 1.3.2 本文的研究内容21-22
• 1.3.3 本文的研究路线22-23
• 第二章 聚合物快硬水泥砂浆组成材料评价和配合比设计23-35
• 2.1 原材料及实验设备23-25
• 2.1.1 原材料23-25
• 2.1.2 实验仪器及设备25
• 2.2 实验方法25-27
• 2.2.1 试件制备方法25-26
• 2.2.2 快速冻融循环实验26
• 2.2.3 氯离子渗透实验26-27
• 2.2.4 氯盐侵蚀与冻融循环耦合实验27
• 2.3 样品测试及表征27-28
• 2.3.1 扫描电镜分析（SEM）27-28
• 2.3.2 压汞法孔结构分析（MIP）28
• 2.3.3 红外光谱分析(FT-IR)28
• 2.4 基础配合比设计28-35
• 2.4.1.体系的初步确定28-33
• 2.4.2 聚合物快硬水泥砂浆的基本性能33-35
• 第三章 基于气象数据统计和ANSYS模拟的实验条件确定35-40
• 3.1 兰州市气象数据分析35-36
• 3.2 有害冻融破坏温度分析36-37
• 3.3 ANSYS模拟冻融循环过程中试件内部的温度变化37-40
• 第四章 聚合物快硬水泥砂浆的耐久性研究40-54
• 4.1 聚合物快硬水泥砂浆的抗冻性40-43
• 4.1.1 聚合物快硬水泥砂浆抗冻性研究40-43
• 4.2 聚合物快硬水泥砂浆的抗氯离子渗透性43-45
• 4.2.1 Permit法实验过程及评价方法43-44
• 4.2.2 实验结果及分析44-45
• 4.3 基于冻融循环和氯盐侵蚀耦合条件下聚合物快硬水泥砂浆的耐久性45-46
• 4.4 聚合物改性水泥的改性机理研究46-52
• 4.4.1 聚合物掺量对孔结构的影响47-49
• 4.4.2 孔结构对其抗冻、抗渗性的影响49-50
• 4.4.3 基于红外光谱法的聚合物改性机理研究50-51
• 4.4.4 不同聚合物掺量对聚合物快硬水泥砂浆微观结构的影响51-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 聚合物快硬水泥砂浆的工程应用及评价54-56
• 5.1 前言54
• 5.2 工程应用--庆阳环县廿里沟口桥54-56
• 第六章 结论与展望56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-63
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录63

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本文编号：761497