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聚合物改性硫铝酸盐水泥修补砂浆的研究

作　者: 张明飞
导　师: 黄从运
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料学
关键词: 聚合物改性砂浆面修补材料相容性丁苯胶乳 VAE乳液
分类号: TQ172
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

混凝土建筑有效使用寿命的缩短已成为全球建筑业面临的主要问题。在温和的环境下，钢筋锈蚀是导致的混凝土破坏的主要原因，然而在干旱炎热地区，混凝土骨料品位低下、环境因素和施工方法不当等因素是导致混凝土破坏的常见原因。用于维护和修补过早损坏的建筑的费用已相当惊人。修补和翻新破坏的建筑，不仅是为了延长它的使用寿命，而且要确保与其相伴部分的安全性和可用性。一个好的修补应该改善结构的功能和性能；增加结构的强度和刚性；强化混凝土面层已达到防水和阻止Cl^-、O₂和CO₂渗透到钢筋；并最终改善整个结构的耐久性。在一些需要长期养护的情况下，聚合物改性水泥修补材料常常和水泥砂浆一起被应用在混凝土修补中。本文中用乙酸乙烯-乙烯共聚乳液（VAE乳液）和丁二烯—苯乙烯胶乳（SBR胶乳）对快硬硫铝酸盐水泥进行改性，发挥快硬硫铝酸盐水泥快硬、微膨胀、抗冻性、耐海水侵蚀等特点来制备修补砂浆。以修补材料和基体混凝土的相容性为主要评价指标之一，建立修补材料的评价体系。评价标准主要有以下四个方面：（1）修补材料和基体混凝土相容性（主要包括体积相容性、渗透性、化学相容性、电化学相容性）；（2）修补材料的力学性能；（3）修补材料的耐侵蚀性能；（4）修补材料的抗裂性能。通过以上四个标准制定试验方案，得到如下结论：（1） SBR乳液改性砂浆与混凝土基体相容性要优于VAE乳液改性砂浆，其中聚灰比P／C为16％时，SBR乳液改性砂浆与混凝土相容性最好。（2） SBR和VAE两种乳液对砂浆的抗压强度和抗折强度没有改善，反而对砂浆的抗压强度和抗折强度有所降低，VAE乳液对砂浆抗压强度和抗折强度降低的幅度要大于SBR乳液。SBR乳液改性砂浆在聚灰比P／C在大于16％以后才能达到未加聚合物乳液的空白样抗压强度和抗折强度90％以上。（3） SBR乳液和VAE乳液两种乳液对对硫铝酸盐水泥砂浆抗侵蚀性能的影响与聚合物的引入量有关。（4） SBR乳液改性砂浆在聚灰比P／C为16％时对砂浆的抗裂性能有所提高。但提高幅度不如19mm的聚丙烯抗裂纤维。19mm的聚丙烯抗裂纤维的引入可提高聚合物乳液改性修补砂浆的抗裂性能。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-12
  1.2 修补材料国内外研究现状  12-13
  1.3 研究的目的和意义  13
  1.4 本研究的主要内容  13
  1.5 本研究的创新点  13-15
第2章修补失效机理分析和试验方案的提出  15-24
  2.1 常见的面修补失效形式  15-16
  2.2 修补失效机理分析  16-22
  2.3 试验方案的提出  22-24
第3章聚合物乳液改性硫铝酸盐水泥修补砂浆的试验研究及结果分析  24-61
  3.1 试验用原材料  24-28
    3.1.1 原材料的选择  24-27
    3.1.2 试验用原材料  27-28
  3.2 试验内容和方法  28-38
    3.2.1 试验的配比  28-29
    3.2.2 砂浆的制作工艺  29
    3.2.3 养护制度  29
    3.2.4 相容性试验  29
    3.2.5 力学性能试验  29-30
    3.2.6 化学侵蚀试验  30-35
    3.2.7 抗裂性能试验  35-38
  3.3 试验结果与分析  38-58
    3.3.1 相容性的试验结果  38-40
    3.3.2 力学性能试验结果  40-44
    3.3.3 化学侵蚀试验结果  44-55
    3.3.4 抗裂性能试验结果  55-58
  3.4 本章小结  58-61
第4章混凝土修补材料的修补指数法评价  61-69
  4.1 评定的算法  61-63
    4.1.1 修补要求(R)和修补性能指数(RPI)  62-63
    4.1.2 修补指数(Repair index.RI)  63
  4.2 LCCA在混凝土钢筋锈蚀的修补中应用  63-68
    4.2.1 安全性  65-66
    4.2.2 可用性  66
    4.2.3 环境影响  66
    4.2.4 耐久性  66-67
    4.2.5 经济性  67
    4.2.6 修补指数 RI的计算  67-68
  4.3 讨论  68-69
第5章聚合物改性砂浆的改性机理  69-77
  5.1 高分子化合物聚合原理  69-72
    5.1.1 聚合物结构类型  69
    5.1.2 聚合物的官能团  69-70
    5.1.3 聚合物改性水泥基胶结材料中聚合物类型  70-71
    5.1.4 聚合物作用的基本原理  71
    5.1.5 聚合物─水泥相互作用机理  71-72
  5.2 水泥浆体内的化学反应  72
  5.3 聚合物水泥混合物结构形成过程  72-73
  5.4 微观形貌观察  73-76
  5.5 小结  76-77
第6章结论和展望  77-79
  6.1 全文总结  77-78
  6.2 展望  78-79
参考文献  79-83
附录攻读硕士期间发表的论文  83-84
致谢  84

聚合物改性硫铝酸盐水泥修补砂浆的研究

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