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原文传递微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆力学性能及罩面修复试验

论文题名：	微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆力学性能及罩面修复试验
关键词：	水泥砂浆;微细钢纤维;磷酸镁水泥;破坏特征;罩面修补;极限承载力
摘要：	修复破损路（道）面时，通常的做法是在原有路面上作（钢纤维）混凝土罩面加铺层，对于一些特殊道面诸如机场跑道、重要桥面等，更需快速抢修尽快通车。磷酸镁水泥具有凝结硬化快、早期强度高、在低温下（零下20°）仍可水化、耐高温性好、与旧混凝土的黏结性能优异、施工方便等优点。微细钢纤维相较于普通钢纤维，单位体积掺量下纤维根数更多，在混凝土基体中的分布更均匀且不易结团，尺寸更小，更适合修复工程。本文基于微细钢纤维优良改性作用和磷酸镁水泥独特性能，配制微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆（Micro-fine Steel Fibre Reinforced Magnesia-Phosphate-Cement Mortar，简称MSFRMM），研究其力学性能和罩面修复混凝土路面板性能。　　本文开展工作如下：（1）磷酸镁水泥（Magnesia-Phosphate-Cement，简称MPC）的配制，研究了硼砂和复合两种缓凝剂下水胶比（W/C）、氧化镁与磷酸盐的物质的量比（M/P）及缓凝剂掺量对凝结时间与抗压强度的影响。（2） MSFRMM的力学性能，探究缓凝剂种类及掺量、水胶比、胶砂比、龄期和纤维掺量对抗压、抗折等基本力学性能和弯曲韧性的影响。（3）罩面修复普通混凝土板的受弯试验，优选MSFRMM配比，模拟混凝土路面板罩面修补，通过受弯试验，分析加铺层厚度、加铺层材料及纤维掺量等对破坏特征、极限承载力和挠度等的影响。　　论文取得了以下成果：（1）MPC的最佳配比：水胶比0.12， M/P为4，硼砂掺量6％或复合缓凝CR=9%；缓凝剂最佳掺量下，复合缓凝剂时强度较硼砂下降8%，但凝结时间却增加一倍。（2）采用硼砂和复合缓凝剂时，抗压强度分别可达36.2MPa（6h）、47.4MPa（12h）、50.1MPa（1d）、58.4MPa（3d）、68.2MPa（7d）和37.3MPa（6h）、40.9MPa（12h）、46.7MPa（1d）、50.8MPa（3d）、56.2MPa（7d），抗折强度可达9.5MPa（6h）、11.4MPa（12h）、15.6MPa（1d）、16.0MPa（3d）、17.4MPa（7d）和12.3MPa（6h）、16.3MPa（12h）、15.3MPa（1d）、19.4MPa（3d）、22.4MPa（7d），早期强度高，适用于道面快速抢修，采用复合缓凝剂时的抗折强度更大，纤维增韧作用更明显，相同水胶比下，复合缓凝剂的浆体拌合性更好。（3）材料弯曲试验的荷载-挠度曲线有较明显的变形硬化特征；各龄期下试件均为韧性破坏；弯曲性能随龄期增加而提高，在3d龄期时基本保持稳定。（4）MSFRMM做加铺层时，试件表现为多点多裂缝的韧性破坏，初始裂缝出现后在一定挠度内依然能够带裂缝继续承载，荷载-挠度曲线表现出明显的应变硬化特征。（5）相同加铺层厚度时，MSFRMM较普通混凝土罩面修复的承载力有显著提高，破坏时的挠度显著增加，与普通混凝土罩面修复板极限承载力相等的MSFRMM修复板残余强度对应的挠度较普通混凝土罩面时急剧增加，变形适应能力很强，板的韧性显著提高。（6）加铺层增厚时，各种加铺材料修复板的极限承载力都明显增加；加铺层纤维掺量增加极限承载力提高，但大于1.2%时提高不明显。
作者：	赵昆鹏
专业：	结构工程
导师：	冯虎
授予学位：	硕士
授予学位单位：	郑州大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文