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建筑材料学报 2023年第11期26卷 1166-1172页

作者：廖宜顺陈佳文张天潇武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院湖北武汉430065 武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心湖北武汉430065

通过抗折强度、抗压强度、界面弯拉强度、体积变形以及红外光谱测试,研究了苎麻纤维(RF)掺量对硫铝酸盐水泥基材料力学性能与体积变形的影响.结果表明:随着RF掺量(体积分数,下同)的增加,硫铝酸盐水泥净浆的抗折强度和抗压强度均呈现先... 详细信息

通过抗折强度、抗压强度、界面弯拉强度、体积变形以及红外光谱测试,研究了苎麻纤维(RF)掺量对硫铝酸盐水泥基材料力学性能与体积变形的影响.结果表明:随着RF掺量(体积分数,下同)的增加,硫铝酸盐水泥净浆的抗折强度和抗压强度均呈现先增加后减小的趋势,并且在纤维掺量为0.50%时同时达到峰值;在约束条件下,掺入RF对硫铝酸盐水泥净浆界面弯拉强度的提升幅度较大,纤维掺量为0.75%试样的28 d界面弯拉强度较无约束条件下提高了31.82%;RF的掺入显著增加了硫铝酸盐水泥净浆的膨胀量,其自生变形和干燥变形均随着RF掺量的增加逐渐增大;改性后的RF可以在硫铝酸盐水泥基材料的碱性环境中稳定发挥作用,提高试样的整体强度.

关键词：苎麻纤维硫铝酸盐水泥抗折强度抗压强度界面弯拉强度体积变形

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赤泥磷酸镁水泥修补砂浆物理力学性能研究

赤泥磷酸镁水泥修补砂浆物理力学性能研究

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作者：燕依梦中原工学院

学位级别：硕士

磷酸镁水泥(MPC)修补砂浆是一种由重烧氧化镁、酸式磷酸盐、缓凝剂、水以及细骨料按适当比例配制而成的修补材料,具有早强快硬、高水化热、低膨胀以及界面粘结强度高的特性。通常用于道路、机场跑道、桥梁、隧道和工厂地板的紧急修复,... 详细信息

磷酸镁水泥(MPC)修补砂浆是一种由重烧氧化镁、酸式磷酸盐、缓凝剂、水以及细骨料按适当比例配制而成的修补材料,具有早强快硬、高水化热、低膨胀以及界面粘结强度高的特性。通常用于道路、机场跑道、桥梁、隧道和工厂地板的紧急修复,以及寒冷条件下的施工,但其水化热高和成本高的问题制约了其应用。本课题组的前期研究表明,预处理赤泥可以有效降低MPC的水化热,并在一定程度上提高其耐水性和经济性,对MPC修补砂浆的影响机制有待系统研究。本文以赤泥MPC为胶凝材料制备修补砂浆,通过试验研究和微观分析阐明原材料组成、水胶比、砂胶比、细骨料类型、聚合物纤维的加入对其水化产物、硬化机理、微观结构、物理力学性能的影响规律,并进一步探索MPC修补砂浆耐水性、界面弯拉性能的改性机制,为推进其工程应用提供基础数据。(1)赤泥MPC修补砂浆制备技术及机理研究:通过XRD、SEM、水化热分析和毛细吸水试验研究赤泥掺量、水胶比、砂胶比和细骨料种类对MPC修补砂浆流动性和力学性能影响机制。结果表明,赤泥掺入后MPC修补砂浆的水化热降低、耐水性提高。赤泥MPC修补砂浆的抗压强度、抗折强度和耐水性随着赤泥掺量和砂胶比的增加均呈先增后降的趋势,随着水胶比的降低而升高。当赤泥掺量为15wt%、水胶比为0.20、砂胶比为1:1、骨料类型为石英砂时,赤泥MPC修补砂浆的28d抗压强度达到49.7MPa,强度保留系数达到0.96,毛细孔隙率和毛细吸收系数最低,硬化体的微观结构致密,赤泥颗粒之间包裹大量的短柱状鸟粪石。(2)聚合物纤维增强赤泥MPC修补砂浆物理力学性能研究:对比研究了聚合物纤维种类和掺量对赤泥MPC修补砂浆物理力学性能影响规律。结果表明,聚合物纤维的掺入显著降低了赤泥MPC修补砂浆拌合物的流动度和凝结时间,并对抗压强度造成不利影响,但能够小幅提高抗折强度和界面弯拉强度,并有效抑制其硬化过程中的干缩。相较于聚丙烯纤维和聚酯纤维,聚乙烯醇纤维对赤泥MPC修补砂浆界面粘结性能的改善最为显著,但聚乙烯醇纤维长细比越高,越不利于赤泥MPC修补砂浆物理力学性能的发展。当聚乙烯醇纤维长度为6mm、体积掺量为1.6v%时,赤泥MPC修补砂浆的抗折强度和界面弯拉强度分别达到10.6MPa、4.9MPa,干缩率降低至2.25×10。

关键词：磷酸镁水泥修补砂浆赤泥耐水性界面弯拉强度

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养护温度对粉煤灰磷酸镁修补砂浆性能影响机制研究

养护温度对粉煤灰磷酸镁修补砂浆性能影响机制研究

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作者：袁梦甜中原工学院

学位级别：硕士

磷酸镁水泥(MPC)修补砂浆具有早强、快凝快硬、干缩小、抗冻性好、耐化学腐蚀、耐磨、耐高温以及与旧混凝土有良好的粘结强度等特点,但水化温度高、成本高的问题制约了其应用,通过掺入矿物掺合料能够在一定程度上缓解上述问题。MPC修补... 详细信息

磷酸镁水泥(MPC)修补砂浆具有早强、快凝快硬、干缩小、抗冻性好、耐化学腐蚀、耐磨、耐高温以及与旧混凝土有良好的粘结强度等特点,但水化温度高、成本高的问题制约了其应用,通过掺入矿物掺合料能够在一定程度上缓解上述问题。MPC修补砂浆主要用于在役构件的紧急修复工程,带裂构件所处地理环境和气候条件决定了环境的温度和湿度,对MPC修补砂浆的水化过程、水化产物和孔隙结构、力学性能和耐水性均产生显著影响。因此,为了推动MPC修补砂浆的工程应用,有必要深入研究养护温度和矿物掺合料对其物理力学性能的影响机制。本文在制备粉煤灰MPC及其修补砂浆的基础上,研究养护温度和粉煤灰掺量对MPC修补砂浆凝结硬化过程和物理力学性能的影响机制,揭示MPC修补砂浆在0℃和-20℃时凝结硬化机理,为实现其在严寒地区在役结构紧急修复工程中应用提供基础数据。通过以上研究,主要得出以下结论:(1)粉煤灰改性MPC的结构与性能研究:粉煤灰改性MPC的流动性和力学性能逐级递减,凝结时间先减小后增大;MPC强度保留率先增大后减小,在粉煤灰掺量为40wt%时达到最值。MPC的水化温度先降低后升高最后逐渐趋于恒温水槽温度;MPC在早期集中放热,100h水化放热量随着粉煤灰掺量的增加而降低,且低于理论水化热;粉煤灰改性MPC的各龄期的主要矿物组成为Mg(NH)PO·6HO和未水化的Mg O晶体,未发现明显的粉煤灰中矿物组成的特征峰;水化产物鸟粪石的特征峰强度随着龄期而增加,随粉煤灰掺量的增加而减弱。(2)养护温度对MPC修补砂浆(MPCM)物理力学性能的影响机制研究:随着粉煤灰掺量的增加,-20℃和0℃养护温度下MPCM的凝结时间先减小后增大,20℃和40℃逐渐递减;粉煤灰改性MPCM的流动性、力学性能、耐水性随着粉煤灰掺量的增加先增加后降低;-20℃和0℃环境温度下各龄期界面弯拉强度随粉煤灰掺量的增加而减小,20℃和40℃呈现先增后降的趋势;粉煤灰改性MPCM在-20℃和0℃的干燥过程中仅发生线性收缩,在20℃和40℃的干燥过程中,当粉煤灰掺量低于15wt%时,线性膨胀,高于20wt%,则线性收缩。未掺粉煤灰的基准MPCM和粉煤灰掺量为10wt%的MPCM-10的凝结时间随养护温度的增加而递减,流动性则逐渐提高;各龄期的抗压强度随养护温度的增加而增加,抗折强度则随之降低;基准MPCM和MPCM-10的耐水性、界面弯拉强度和干缩率随养护温度的提高均呈现下降趋势。

关键词：磷酸镁水泥修补砂浆粉煤灰养护温度界面弯拉强度

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界面处理对硫铝酸盐水泥修补砂浆黏结性能的影响

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混凝土与水泥制品 2023年第8期 6-9,14页

作者：王业民张贤卢晓磊杜鹏济南天荣祥混凝土有限公司山东济南250100 济南大学山东省建筑材料制备与测试技术重点实验室山东济南250022

基于水灰比对硫铝酸盐水泥(SAC)修补砂浆界面弯拉强度的影响,确定了SAC修补砂浆最佳配合比,并研究了增大粗糙度、不同溶液浸润的界面处理方式对SAC修补砂浆新旧界面弯拉强度的影响。结果表明:SAC修补砂浆的3 d界面弯拉强度随着水灰比的... 详细信息

基于水灰比对硫铝酸盐水泥(SAC)修补砂浆界面弯拉强度的影响,确定了SAC修补砂浆最佳配合比,并研究了增大粗糙度、不同溶液浸润的界面处理方式对SAC修补砂浆新旧界面弯拉强度的影响。结果表明:SAC修补砂浆的3 d界面弯拉强度随着水灰比的减小逐渐增大,当水灰比为0.35时,SAC修补砂浆界面弯拉强度达到最高,为3.82 MPa;对界面进行粗糙处理可显著提高SAC修补砂浆1、3、28 d新旧界面弯拉强度,相较于界面未进行处理组分别提高了1.03、1.08、0.64 MPa;与粗糙处理方式相比,对界面进行水浸润或碱溶液浸润处理均对SAC修补砂浆的新旧界面弯拉强度不利。

关键词：硫铝酸盐水泥修补砂浆水灰比界面粗糙处理界面弯拉强度

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碱矿渣快速修补砂浆制备与界面性能研究

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作者：谭义重庆大学

学位级别：硕士

水泥基材料是人类使用的最大宗人造建筑材料。修补材料的应用能在一定程度修复被破坏水泥基材料,保障其结构设施安全,延长其服役年限,对国民经济有重大的价值,也契合可持续发展战略思想和建筑节能的理念。本文以碱矿渣水泥为胶凝材料,... 详细信息

水泥基材料是人类使用的最大宗人造建筑材料。修补材料的应用能在一定程度修复被破坏水泥基材料,保障其结构设施安全,延长其服役年限,对国民经济有重大的价值,也契合可持续发展战略思想和建筑节能的理念。本文以碱矿渣水泥为胶凝材料,参考最新发布的建材行业标准,力图制备满足标准要求的碱矿渣快速修补砂浆。研究了不同因素对碱矿渣修补砂浆制备的性能影响及不同掺合料对碱矿渣修补砂浆粘结性能的影响,并针对碱矿渣修补材料粘结界面过渡区的界面性能进行了研究分析。结果表明:(1)采用水玻璃激发的碱矿渣砂浆更适合制备快速修补砂浆,但水玻璃激发碱矿渣修补砂浆早期强度(6h)发展较氢氧化钠激发慢。氢氧化钙对水玻璃激发修补砂浆的早期强度的增长影响明显,且能降低修补砂浆干缩。在碱矿渣修补砂浆中掺加纤维虽然能一定程度上改善修补砂浆的干缩状况,但不能从根本上解决碱矿渣修补砂浆干缩较大的问题。在基础制备参数中,水胶比对碱矿渣修补砂浆早期粘结性能的影响最大,其次是碱当量、激发剂种类、水玻璃模数、砂胶比,碱矿渣修补砂浆早期强度发展与界面弯拉强度发展一定程度上持正相关关系。(2)试验条件下,利用水玻璃激发碱矿渣快速修补砂浆最佳配合比如下:碱当量6%,水玻璃模数1.2,水胶比0.4,砂胶比2.5,Ca(OH)掺量3%,复掺0.1%聚丙烯纤维与0.1%玄武岩纤维。其初凝时间24min,终凝时间41min,砂浆流动度178mm,抗压强度6h、1d、28d分别为15.87MPa、38.83MPa、63.78MPa;28d界面弯拉强度为6.14MPa。除了干缩控制不理想外,其余测试结果基本满足标准性能指标。(3)在碱矿渣水泥中等量取代矿粉掺入矿物掺合料后,总体而言,都会使修补砂浆粘结强度有所减小,掺入粉煤灰时的减弱效应最为明显,其次是掺水泥、硅灰、纳米二氧化硅。当其它条件相同时,采用氢氧化钠激发的修补砂浆的早期粘结强度要比水玻璃激发时的粘结强度高,在后期,激发剂对粘结性能的影响不大。掺入10%硅灰或1%纳米二氧化硅时,修补砂浆的粘结性能一定程度上得以增强,但掺入硅灰和纳米二氧化硅后会增大碱矿渣水泥体系的贫钙现象。(4)碱矿渣水泥材料与水泥基底有良好的化学相容性,粘结界面过渡区主要由水泥基底侧的反应强化层、碱矿渣侧的弱边界层构成,两层间在吸附、扩散、反应综合作用下形成渐变式界面过渡区,碱当量影响水泥基底侧的反应层厚度。碱矿渣修补水泥基材料的粘结机理主要是机械咬合作用,但粘结界面还存在较强的化学键合作用和分子间作用力。

关键词：碱矿渣水泥快速修补砂浆界面弯拉强度界面过渡区粘结机理

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