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原文传递路用聚合物快速修补材料性能和机理研究

论文题名：	路用聚合物快速修补材料性能和机理研究
关键词：	聚合物胶粉;硫铝酸盐水泥;工作性能;早期强度;路用性能;快速修复;水泥混凝土路面
摘要：	水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式，具有使用寿命长、养护工作量小、能源消耗少、施工简便，对交通等级和环境适应性强等优点而在国内外得到广泛应用。但由于设计、材料、施工技术、施工管理和质量控制等方面的因素，以及自然条件、超限运输等原因，大量水泥混凝土路面投入使用3～5年后就出现了大量的早期破坏，如不及时修补将会严重影响路面的使用寿命和交通安全。若路面局部破损采用整板修复，不仅开放交通时间长，而且很不经济，因此有必要研究开发专用于路面局部破损的修补材料。本文通过研究不同种类聚合物胶粉对硫铝酸盐水泥性能的影响，设计配制出一种可用于水泥混凝土路面薄层快速修补的聚合物改性硫铝酸盐水泥基干粉砂浆。以实现水泥混凝土局部修复2h快速通车的技术目标。具体研究内容如下: 　　一、研究了不同种类、掺量聚合物胶粉对硫铝酸盐水泥性能工作性能、物理力学性能以及体积稳定性的影响，揭示了聚合物种类及掺量对硫铝酸盐水泥性能的影响规律。研究结果表明，聚合物胶粉具有缓凝效果，可改善硫铝酸盐水泥30min内的工作性能，显著提高水泥砂浆的早期抗折强度、降低水泥砂浆脆性，改善水泥砂浆后期力学性能。同时，用聚合物改性硫铝酸盐水泥砂浆可显著提高砂浆与老混凝土的粘结强度，降低砂浆的体积变形效果，如可提高新老混凝土粘结强度100％以上，降低砂浆干缩率40％以上。通过对比研究聚合物种类、掺量对硫铝酸盐水泥性能的影响，优选了醋酸乙烯酯共聚物类的聚合物胶粉，并确定了最佳掺量为3～4％。　　二、系统研究了缓凝组分和早强组分对硫铝酸盐水泥砂浆工作性与物理力学性能的的影响，确定采取早强组分与缓凝组分协同使用来改善聚合物硫铝酸盐水泥性能的技术路线，并优化了聚合物改性硫铝酸盐基水泥路面快速修补材料的配合比，其性能达到水泥混凝土路面快速养护的要求。如聚合物改性硫铝酸盐水泥基快速修补材料2h抗折强度大于4.0MPa，工作性能可以满足现场30min～40min的快速施工要求。并系统研究了路面快速修补材料的耐久性，相对于基准混凝土，聚合物胶粉的加入显著提升了修补砂浆的路面适用性能，抗氯离子渗透性能提高了37％，材料的单位面积磨耗量最多可减少27％。　　三、采用SEM、XRD等微观测试方法，揭示了聚合物改善硫铝酸盐水泥物理力学性能、体积稳定性以及耐久性的机理。聚合物使无水硫酸铝钙的水化速度减缓，致使钙矾石和水化氧化铝凝胶的生成相减少，产生缓凝的效果，并改善早期工作性。另外，在1d龄期时，聚合物已经能够形成一定规模的空间网络结构，对硫铝酸盐水泥的性能改善可作出明显的贡献。到3d左右龄期时就可形成较完全的聚合物薄膜，覆盖并包裹住水化产物与集料，初步形成互穿性的空间网络结构，显著提升硫铝酸盐水泥砂浆的抗折与粘结强度。也进一步证实了聚合物改性硫铝酸盐水泥基材料适合于水泥混凝土路面的快速养护。
作者：	周天笑
专业：	建筑材料与工程
导师：	周明凯;王稷良
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文