检索结果-南通市图书馆

作者：郭超青岛理工大学

学位级别：硕士

近年来,根据国家海洋强国的发展战略,我国的海洋经济得到迅速发展,防浪堤、海港码头、跨海桥梁、海底隧道等海工混凝土设施工程应用也愈来愈广泛。由于海水的长期浸泡、硫酸盐侵蚀、氯离子渗透和干湿循环等多重因素的作用,导致混凝土结... 详细信息

近年来,根据国家海洋强国的发展战略,我国的海洋经济得到迅速发展,防浪堤、海港码头、跨海桥梁、海底隧道等海工混凝土设施工程应用也愈来愈广泛。由于海水的长期浸泡、硫酸盐侵蚀、氯离子渗透和干湿循环等多重因素的作用,导致混凝土结构开裂剥落、钢筋锈蚀等耐久性问题突出,严重影响了设施的长期安全使用。此外,我国高速公路、高速铁路的建设里程稳居世界第一,但由于负荷过重和交通事故频繁发生,导致路面及桥墩出现不同程度的损伤,严重影响通行安全。由于以上混凝土结构的修复工作往往面临环境恶劣,作业窗口时间短,施工难度大等问题,需要对其进行快速、及时地修复处理,传统的混凝土修补砂浆无法满足施工要求。因此,研发具有高耐腐蚀、高粘结性、高耐久性的混凝土快速修复材料迫在眉睫。针对上述背景,本文以快凝快硬高贝利特硫铝酸盐水泥(HBSAC)为胶凝材料,以高强度石英砂为细骨料,通过复合聚合物增韧剂(VAE)、聚合物增稠剂(HPMC)、聚丙烯纤维、普通硅酸盐水泥(OPC)及特定外加剂研制了高性能快速修复砂浆及高粘性界面剂,具有与被修复基体之间粘结性能好、低收缩、高耐久性的特点,并且可生产成预拌制品,方便包装,易于储存和堆放,实现即取即用,快速修复的目的。首先研究了VAE、HPMC两种聚合物对HBSAC基本性能的影响规律,确定了聚合物的适用性及适宜掺量;随后通过正交试验确定了快速修复砂浆及界面剂的最优配比;最后对修复砂浆-混凝土体系的耐久性进行了系统研究,主要得出以下研究成果:(1)两种聚合物对HBSAC的标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度及保水率均有明显的改善作用,其中VAE对胶砂流动度影响显著,5%掺量时胶砂流动度提高了29.8%;HPMC对凝结时间及保水率有明显的改善作用,0.1%掺量时初凝时间延缓6.5min、砂浆保水率达到90%以上。两种聚合物总体均会降低砂浆的抗折抗压强度,随着掺量的增加,VAE对强度的损伤更大;相比之下,聚合物明显增强了胶砂的粘结强度,相较于纯水泥对照组,5%VAE、0.1%HPMC组的粘结强度分别增加了61.9%、15.1%。(2)水化热、XRD、TG-DTG、SEM等微观测试结果表明,聚合物的掺入延缓了HBSAC溶解放热峰及钙矾石(AFt)生成放热峰出现的时间,但48h水化累计放热量高于纯水泥;VAE-HBSAC的3d、28d水化产物中AFt衍射峰出现了明显的增强,但CS衍射峰强度出现了一定的下降;掺有聚合物的HBSAC中,AFt、AH、AFm的失重峰强度有所提高,说明聚合物促进了水化产物的生成;VAE能够在HBSAC水化产物表面形成网膜并细化AFt晶体尺寸,HPMC使水化产物周围包裹更多的絮状物质,降低了结构孔隙率从而提高水泥石的密实度。(3)利用四因素四水平正交试验,研究了胶砂比(C/S)、聚胶比(P/C)、纤维掺量(ω)、砂的种类级配(SA)对修复砂浆力学性能的影响规律,并确定了修复砂浆的最优配比。结果表明,各因素对修复砂浆抗折强度的影响顺序C/S>P/C>ω>SA,对抗压强度的影响顺序为P/C>C/S>SA>ω,对拉伸粘结强度的影响顺序为C/S>P/C>ω>SA;采用功效系数法确定的力学性能优异,粘结性强的高性能修复砂浆配比为:C/S=1:1.25,P/C=2.5%,ω=1kg/m,细骨料为26-40目石英砂,减水剂掺量为0.2%,消泡剂掺量为0.1%,水胶比为0.335。同样地,利用正交试验的方法,研究了水胶比(W/C)、OPC取代率(R)、VAE掺量(VAE/C)、HPMC掺量(HPMC/C)影响下界面剂的粘结性能,最终得出高粘结性界面剂的配比为W/C=0.32,R=20%,VAE/C=7.5%,HPMC/C=0.15%,减水剂、消泡剂掺量均为0.1%。(4)修复砂浆-混凝土体系耐久性测试表明,修复界面是修复砂浆-混凝土体系的薄弱区域,此处易发生冻融断裂、CO及Cl渗入等现象;聚合物和纤维的掺入有效改善了修复砂浆及修复界面的抗冻性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能及收缩性能;相较于纯水泥砂浆组,复掺纤维+VAE+HPMC后,100次冻融循环后质量损失率降低了3.12%,碳化28d后修复界面的碳化深度减小了7.3mm,修复界面的Cl渗透深度减小了5.9mm,90d收缩率减小了77×10;在待修复基体表面预先涂覆界面剂后,修复界面处的耐久性能得到进一步改善,以复掺纤维+VAE+HPMC组为例,相较于无界面剂时,100次冻融循环后粘结强度提高了25.3%,28d修复界面的碳化深度减小了3.5mm,Cl渗透深度减小了10mm。

关键词：高贝利特硫铝酸盐水泥快速修复砂浆界面剂聚合物聚丙烯纤维正交试验

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大口径排水管涵修复技术与修复材料

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混凝土世界 2023年第6期 66-70页

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综述了原位固化(Cured In Place Pipe,CIPP)法、穿插法、内衬法、无机防腐砂浆喷涂法、套环法、注浆法和Pipere-100内涨圈柔性内修复法共7种国内常用大口径管涵非开挖修复技术,以及Rib Loc螺旋缠绕技术和Pattem Flooring技术等国外常用... 详细信息

综述了原位固化(Cured In Place Pipe,CIPP)法、穿插法、内衬法、无机防腐砂浆喷涂法、套环法、注浆法和Pipere-100内涨圈柔性内修复法共7种国内常用大口径管涵非开挖修复技术,以及Rib Loc螺旋缠绕技术和Pattem Flooring技术等国外常用大口径管涵非开挖修复技术,并结合文献和作者的研究成果,提出用于水上部分修复的快速修复砂浆和用于水下部分修复的水下抗分散修复砂浆。

关键词：大口径排水管涵非开挖修复技术快速修复砂浆水下抗分散修复砂浆

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