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渠道防水保温材料的制备与性能研究

作　者: 赵明星
导　师: 余剑英
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料学
关键词: 渠道保温材料抗裂砂浆玻化微珠乳化沥青
分类号: TU578.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 151次
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内容摘要

南水北调工程是缓解我国北方水资源短缺、优化水资源配置、改善生态环境的重大战略性基础设施。为保证输水安全,减少输水渗漏,南水北调输水渠道多采用混凝土衬砌。然而由于南水北调工程规模巨大,跨多个流域,处于我国北方地区的渠道衬砌体由于气候寒冷,易产生冻胀破坏,严重影响了渠道的安全运行和工程效益的发挥。因此,研究解决渠道衬砌体的冻胀破坏问题有着非常重要的工程意义。解决渠道冻胀的有效措施是采用优良的保温材料。本文主要制备了满足渠道防冻胀的保温材料,并对保温材料的性能进行了研究。系统研究了玻化微珠、粉煤灰、聚丙烯纤维、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、木质纤维对玻化微珠保温砂浆性能的影响。研究结果表明:随玻化微珠掺量的增加,保温砂浆干表观密度、抗压强度减小,导热系数降低;合适的粉煤灰能改善砂浆的和易性,降低保温砂浆的干表观密度;可再分散乳胶粉的掺入能提高保温砂浆的韧性;适宜的纤维素醚掺量能改善砂浆的施工性能;聚丙烯纤维的掺入可以提高保温砂浆的抗开裂性;木质纤维的掺入能够改善保温砂浆的组织结构,使保温砂浆具有一定的韧性。通过研究灰砂比、可再分散乳胶粉、聚丙烯纤维、防水剂对防水抗裂砂浆性能的影响,结果表明:灰砂比为1:2时,砂浆的和易性较好,韧性也较好;可再分散乳胶粉可以改善砂浆的韧性,提高粘结性能;聚丙烯纤维对砂浆的施工和易性有不利的影响,但能够改善砂浆的韧性和抗开裂性;防水剂能够显著降低抗裂砂浆的吸水率,并保持长期吸水率小于6%。通过乳化沥青对玻化微珠保温砂浆进行复合改性,研究乳化沥青对保温砂浆性能的影响,结果表明:随着乳化沥青掺量的增加,玻化微珠保温砂浆的干表观密度、吸水率均有显著降低,而抗压强度和抗折强度则呈现先增大后逐渐减小的趋势。同时,乳化沥青对保温砂浆的保温性能也有一定的改善作用。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章绪论  10-22
  1.1 研究背景  10-17
    1.1.1 南水北调工程简介  10
    1.1.2 渠道冻胀破坏的形成  10-11
    1.1.3 渠道冻胀破坏的特点  11-12
    1.1.4 渠道冻胀破坏的原因分析  12-14
    1.1.5 防治渠道冻胀破坏的措施  14-17
  1.2 保温材料的研究发展现状  17-20
    1.2.1 保温材料的分类  17-18
    1.2.2 渠道保温材料的发展及存在的主要问题  18-20
  1.3 项目来源  20
  1.4 本文研究的主要目的和主要内容  20-22
    1.4.1 研究目的  20-21
    1.4.2 研究内容  21-22
第2章玻化微珠保温砂浆的制备与性能研究  22-45
  2.1 引言  22
  2.2 实验原料  22-24
    2.2.1 保温骨料  22
    2.2.2 胶凝材料  22-23
      2.2.2.1 水泥  22-23
      2.2.2.2 粉煤灰  23
    2.2.3 增强纤维  23
      2.2.3.1 聚丙烯纤维  23
      2.2.3.2 木质纤维  23
    2.2.4 改性组分  23-24
      2.2.4.1 可再分散乳胶粉  23-24
      2.2.4.2 纤维素醚  24
  2.3 试验设备与方法  24-28
    2.3.1 试验仪器与设备  24
    2.3.2 试验方法  24-28
      2.3.2.1 保温砂浆的制备与养护  24-25
      2.3.2.2 性能测试及方法  25-28
  2.4 结果与讨论  28-43
    2.4.1 玻化微珠对保温砂浆性能的影响  28-31
    2.4.2 粉煤灰对保温砂浆性能的影响  31-33
    2.4.3 聚丙烯纤维对保温砂浆性能的影响  33-35
    2.4.4 胶粉对保温砂浆性能的影响  35-37
    2.4.5 纤维素醚对保温砂浆性能的影响  37-39
    2.4.6 木质纤维对保温砂浆性能的影响  39-41
    2.4.7 干表观密度对导热系数的影响  41-42
    2.4.8 含水率对导热系数的影响  42-43
    2.4.9 合适配合比保温砂浆的性能  43
  2.5 本章小结  43-45
第3章防水抗裂砂浆的制备与性能研究  45-59
  3.1 引言  45
  3.2 实验原料  45-46
    3.2.1 水泥  45
    3.2.2 石英砂  45
    3.2.3 可再分散乳胶粉  45-46
    3.2.4 纤维素醚  46
    3.2.5 聚丙烯纤维  46
    3.2.6 防水剂  46
  3.3 实验方法  46-47
    3.3.1 防水抗裂砂浆的制备与养护  46
    3.3.2 性能测试及方法  46-47
  3.4 结果与讨论  47-57
    3.4.1 灰砂比对抗裂砂浆性能的影响  47-49
    3.4.2 可再分散乳胶粉掺量对抗裂砂浆性能的影响  49-51
    3.4.3 聚丙烯纤维对抗裂砂浆性能的影响  51-54
      3.4.3.1 聚丙烯纤维长度对抗裂砂浆性能的影响  51-52
      3.4.3.2 聚丙烯纤维掺量对抗裂砂浆性能的影响  52-54
    3.4.4 防水剂对抗裂砂浆性能的影响  54-57
  3.5 本章小结  57-59
第4章乳化沥青复合保温材料的制备与性能研究  59-66
  4.1 引言  59
  4.2 实验原料  59-60
    4.2.1 乳化沥青  59
    4.2.2 水泥  59
    4.2.3 玻化微珠  59
    4.2.4 纤维素醚  59-60
    4.2.5 消泡剂  60
  4.3 实验方法  60
  4.4 结果与讨论  60-65
    4.4.1 成型工艺对复合保温砂浆性能的影响  60-61
    4.4.2 消泡剂对复合保温砂浆性能的影响  61
    4.4.3 乳化沥青对复合保温砂浆性能的影响  61-65
      4.4.3.1 乳化沥青对复合保温砂浆物理性能的影响  61-62
      4.4.3.2 乳化沥青对复合保温砂浆力学性能的影响  62-63
      4.4.3.3 乳化沥青对复合保温砂浆导热系数的影响  63-64
      4.4.3.4 乳化沥青对复合保温砂浆吸水率的影响  64-65
  4.5 本章小结  65-66
第5章结论  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
附录  72

渠道防水保温材料的制备与性能研究

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