【碩士】道路工程混凝土結(jié)構(gòu)物復合修補材料研究

內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：北京工業(yè)大學　　學位年度：2007　　隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，近20、30年是道路工程領(lǐng)域的大規(guī)模基本建設(shè)時期，修建了大量的以水泥混凝土橋梁和水泥混凝土道面為代表的道路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)。但是由于水泥混凝土自身的缺陷，同時也是由于原有建筑材料和施工技術(shù)水平的不足，早期修建的混凝土橋梁等結(jié)構(gòu)物甚至近10年修建的混凝土結(jié)構(gòu)物在惡劣的使用環(huán)境作用下產(chǎn)生了一系列的耐久性問題。早在上個世紀60、70年代美國等西方國家也出現(xiàn)過同樣的問題。這種混凝土結(jié)構(gòu)物使用性能上的損害給生產(chǎn)和生活帶來了很大的不便，同時也產(chǎn)生了很高的維護成本。本文簡要的分析了國內(nèi)外對于水泥混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的研究現(xiàn)狀，指出開發(fā)滿足混凝土結(jié)構(gòu)修補耐久性要求材料的必要性．　　通過比選確定了使用聚合物改性水泥基材料(PMCC)為主進行研究，通過文獻分析和調(diào)研，明確了維修材料開發(fā)的性能要求和試驗流程。在試驗研究中使用的聚合材料主要有兩種：有機硅乳液和丁苯乳液。同時，為了提高材料的性能并且改善其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使復合材料達到更高的耐久性和適用性，在試驗中選擇了適量的GGBS和納米石灰作為摻合料使用。　　使用控制砂漿流動度的方法初步確定了力學強度試驗的PMCC材料配合比以后，通過室內(nèi)試驗研究來比較普通水泥砂漿、兩種聚合物改性PMCC材料以及磨細高爐礦渣粉(03BS)摻合料使用前后的力學強度表現(xiàn)。結(jié)果表明，使用聚合物改性以后其力學強度并沒有較大幅度的提升，甚至部分試件的抗壓強度有了不同程度的下降，但是均能夠滿足道路工程的使用需要。對比不同養(yǎng)護條件的結(jié)果，證明使用聚合物改性的材料其適應(yīng)不利條件的能力更強。值得一提的是，使用有機硅乳液改性的PMCC材料其粘結(jié)強度有了大幅度的提升?！　? 混凝土材料作為多孔材料的性質(zhì)之一就是有滲透性，這也是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的一個重要方面。本項研究中使用砂漿試件的滲水試驗作為代用試驗來評價PMCC材料的抗?jié)B性能，即修補材料的耐久性。通過做圖分析試件各個齡期高度含水率的分布，發(fā)現(xiàn)使用有機硅乳液材料改性以后的修補材料的抗?jié)B性能有了明顯的提高，在試驗時間內(nèi)其最高含水率不足普通砂漿的一半。C,-6BS單獨使用在普通水泥砂漿中時對其抗?jié)B性能沒有明顯影響。　　在本項研究中通過壓汞試驗來分析修補材料的微觀結(jié)構(gòu)，進而分析聚合物和GGBS對PMCC材料的改性作用。試驗結(jié)果表明，聚合物材料的使用并沒有改變PMCC的內(nèi)部孔隙分布形態(tài)，而是使總孔隙率、中值孔徑和平均孔徑等指標適當?shù)臏p小，孔級配曲線的峰值向較小孔徑的方向偏移。其主要作用的孔徑范圍是0．01um～1001ma即過渡孔和毛細孔，影響的是混凝土的強度和滲透性。而CrGBS的使用則改變了PMCC材料的孔隙分布形態(tài)，使過渡孔和凝膠孔都受到了影響，從而影響到了材料的耐久性和收縮、蠕變等性能。　　結(jié)合PMCC材料的力學強度、耐久性和微觀結(jié)構(gòu)分析，可以看出使用GGBS和有機硅乳液的PMCC材料較之普通水泥砂漿在各個方面均有所改善，作為道路工程水泥混凝土結(jié)構(gòu)物修補材料是合適的?！　　　? 共65頁　　

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