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超早强水泥基材料的制备与性能研究
| 论文题名： | 超早强水泥基材料的制备与性能研究 |
| 关键词： | 路面修补;混凝土;超早强剂;制备工艺;力学性能 |
| 摘要： | 随着我国经济的不断发展，当前我国公路总里程和高速公路里程均达到世界首位，公路交通承担78.2％的货运量和93.5％的客运量，可见公路对支撑我国经济的发展发挥着巨大作用。而交通压力的增大使水泥混凝土路面出现大量损坏，仅车辆超载造成的公路损失每年超过300亿元，路面一旦损坏必须进行快速修补从而尽快开放交通，减少经济损失。本文针对目前对路面修补材料的要求，结合超早强修补材料的制备现状，通过使用产量大、易获取的硅酸盐水泥，结合自主研制的无碱、无氯的新型复合超早强剂，制备了具有超早强性能、施工性能良好的修补混凝土。得出的结论如下: 1)复合超早强剂的设计与制备: 通过组分单独作用时抗压强度、凝结时间的试验结果，结合早强、速凝的机理，对超早强剂中速凝组分和早强组分进行优化选择，提出了超早强剂组分配制方法，选择硫酸盐、甲酸盐和硝酸盐作为超早强剂的配制组分。继而进行组分间的正交试验，研制出适用于硅酸盐水泥混凝土的无碱、无氯超早强剂，其组分间的掺量为:硫酸盐1.6％，甲酸盐2.0％，硝酸盐1.0％，进一步的研究选择聚羧酸高性能减水剂作为复配的减水组分。 2)超早强混凝土配制及基本性能: 为研究制备出的超早强剂作用效果，将超早强剂应用到混凝土中，系统研究了超早强剂掺量为1％、2％和3％时混凝土的物理力学性能，包括混凝土不同龄期抗压强度、凝结时间、坍落度及其经时损失，根据试验结果分析后确定超早强剂的最佳掺量为2％，同时复配的减水组分掺量为1.2％。 在对混凝土的配合比进行调整后，系统研究了掺复合超早强剂混凝土的物理力学性能，结果发现混凝土在初始坍落度为80mm的情况下，60min的坍损小于35％，满足1小时施工要求;混凝土16h抗压强度达到20MPa，完全满足道路快速修补后开放交通的要求。 3)超早强剂作用机理及结构形成过程: 基于扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和水化热试验，系统研究了超早强剂各组分单独作用及超早强剂作用下的微观形貌、物相组成及水化过程，分析各组分及超早强剂的作用机理，并与宏观试验结果相验证，为超早强剂的应用奠定科学的理论基础。结果发现超早强剂的作用机理表现为各组分间的协同互补作用，即在早期形成钙矾石的骨架结构同时，产生大量的C-S-H凝胶，相互胶结在一起促进体系的凝结硬化;超早强剂作用下的后期水化热较低，有利于实际应用过程中混凝土耐久性的发展。 |
| 作者： | 范建平 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 张云升;洪锦祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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