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复合助剂改性砂浆的力学性能研究

作　者: 崔莹
导　师: 杨建森
学　校: 宁夏大学
专　业: 结构工程
关键词: 罩面修复砂浆 界面剂砂浆 复合助剂 乳胶粉 消泡剂 硅粉 粘结强度 折压比 收缩 力学性能
分类号: TU578.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


在我国内地的寒冷盐碱地区,由于受到盐蚀、冰冻和磨耗的协同作用,混凝土路面的剥蚀问题格外突山。如不及时修复,将会导致混凝土路面出现结构性损坏,影响使用寿命。因此,针对寒冷盐碱地区混凝土路面的剥蚀特征,开发一种适应该环境条件的混凝土路面修复新材料,不仅是寒冷盐碱地区既有混凝土路面维修的迫切科技需要,而且也对新建混凝土路面工程具有重要的指导意义。本文利用正交试验和单因素试验的方法,对混凝土路面面层和底层采用不同的试验方案,并有针对性地对力学性能进行了比较系统的研究。面层以水胶比、胶砂比、乳胶粉5044N和硅粉掺量为参数,采用正交试验研究了掺入乳胶粉和硅粉的罩面修复砂浆的力学性能；作为界面剂的底层则以水胶比、胶砂比、乳胶粉5010N、消泡剂、硅粉、分散剂和甲基纤维素醚为参数,采用正交试验并结合单因素试验方案,研究了掺入乳胶粉5010N、消泡剂、硅粉等聚合物对界面剂砂浆的力学性能。通过对砂浆的抗折强度,抗压强度,折压比,粘结强度,弹性模量,收缩率等力学性能的研究和分析,取得了以下主要结论：(1)水胶比0.45,胶砂比1：3,硅粉掺量5%,胶粉掺量15%时,罩面修复砂浆和易性最佳。(2)各因素对罩面修复砂浆沉入度的影响顺序为胶粉掺量>胶砂比>硅粉掺量>水胶比。随着胶粉掺量的增加,沉入度呈现上升的趋势,且比较显著；硅粉掺量对沉入度的影响也较大,随着硅粉掺量的增加,沉入度呈现先减小后增大的趋势。因此,对于罩面修复砂浆和易性的调节,应主要控制胶粉掺量。(3)各因素对罩面修复砂浆抗折强度的影响顺序为胶粉掺量>水胶比>硅粉掺量>胶砂比。随着胶粉掺量的增加,抗折强度呈现下降的趋势,且下降比较显著；3d龄期时,硅粉掺量为2.5%时抗折强度最小,2.5%以后,抗折强度呈现上升的趋势；胶砂比对3d抗折强度的影响不明显；28d龄期时,随着胶粉掺量的增加,抗折强度呈现下降的趋势,且下降比较显著,而随着硅粉掺量的增加,抗折强度随之增加。(4)各因素对罩面修复砂浆抗压强度的影响顺序为胶粉掺量>水胶比>硅粉掺量>胶砂比。3d和28d龄期时,随着胶粉掺量的增加,抗压强度呈现下降的趋势,且下降比较显著；随着硅粉掺量的增加,28d抗压强度也随之增加。(5)掺入乳胶粉后,砂浆的抗冲磨性能总体上提高。掺乳胶粉5044N的砂浆在15%时,磨损率出现最小值,抗冲磨强度出现最大值。从冲刷破坏的机理来看,砂浆受到冲刷作用时所受的内力是切应力,而砂浆掺入乳胶粉和硅粉后,增强了水泥浆体间及其与骨料间的粘结力,提高了砂浆承受切应力的能力,从而提高砂浆的抗冲磨性能。(6)罩面修复砂浆的收缩曲线均符合对数函数εt=aln(t)+b的形式,且各组曲线回归拟合的相关性显著。(7)乳胶粉掺量在0-4%范围内,随着乳胶粉掺量的增加,界面剂砂浆的抗折强度也增加,乳胶粉掺量4%时3d和28d抗折强度分别提高30.3%和80.4%,均达到最大。当乳胶粉掺量超过4%时,抗折强度又随着乳胶粉掺量的增加而减小,但均高于不掺入乳胶粉的抗折强度。乳胶粉的掺入有助于提高界面剂砂浆的抗折强度,且掺量4%时抗折强度达到最大值。但是,随着乳胶粉掺量的增加,界面剂砂浆的抗压强度随之降低。(8)胶粉掺量低于4%时,折压比随其掺量的增加提高比较明显,胶粉掺量高于6%以后,折压比不再增加。乳胶粉的掺入可以提高界面剂砂浆的折压比,改善砂浆的韧性。(9)掺入胶粉能显著改善界面剂砂浆的粘结性能。随着胶粉掺量的增加,粘结强度呈现上升的趋势。不掺入胶粉时,28d粘结强度为0.52MPa,胶粉掺量2%时,28d粘结强度增加了15.4%；胶粉掺量8%时,28d粘结强度上升到1.28MPa,是不掺入胶粉的1.46倍。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 引言  10
  1.2 聚合物改性砂浆的发展现状及趋势  10-12
  1.3 研究现状  12-15
    1.3.1 乳胶粉在改性砂浆中的应用研究  12-14
    1.3.2 硅粉在改性砂浆中的应用研究  14-15
    1.3.3 其他助剂在改性砂浆中的应用研究  15
  1.4 本文研究的背景及意义  15-16
  1.5 本文研究的主要内容  16
  1.6 技术路线  16-18
第二章 原材料及试验方法  18-25
  2.1 原材料  18
  2.2 试验方案  18-21
    2.2.1 罩面修复砂浆正交试验方案  19
    2.2.2 界面剂砂浆正交试验方案  19-20
    2.2.3 罩面修复砂浆单因素试验方案  20
    2.2.4 界面剂砂浆单因素试验方案  20-21
  2.3 罩面修复砂浆试验方法  21-23
    2.3.1 沉入度  21
    2.3.2 分层度  21
    2.3.3 表观密度  21-22
    2.3.4 抗折强度  22
    2.3.5 抗压强度  22
    2.3.6 弹性模量  22
    2.3.7 收缩变形性能  22-23
    2.3.8 抗冲磨性能  23
  2.4 界面剂砂浆试验方法  23-25
    2.4.1 抗折强度  23-24
    2.4.2 抗压强度  24
    2.4.3 粘结强度  24-25
第三章 罩面修复砂浆的和易性研究  25-28
  3.1 正交试验结果与分析  25-26
    3.1.1 沉入度分布  25
    3.1.2 极差分析  25-26
    3.1.3 各因素对罩面修复砂浆沉入度的影响  26
  3.2 本章小结  26-28
第四章 罩面修复砂浆强度试验研究  28-37
  4.1 正交试验结果  28
  4.2 罩面修复砂浆的表观密度  28-29
    4.2.1 极差分析  28-29
    4.2.2 各因素对罩面修复砂浆表观密度的影响  29
  4.3 罩面修复砂浆的抗折强度  29-31
    4.3.1 极差分析  29-30
    4.3.2 各因素对罩面修复砂浆抗折强度的影响  30-31
  4.4 罩面修复砂浆抗压强度  31-33
    4.4.1 极差分析  31-32
    4.4.2 各因素对罩面修复砂浆抗压强度的影响  32-33
  4.5 罩面修复砂浆折压比  33-34
    4.5.1 极差分析  33
    4.5.2 各因素对罩面修复砂浆折压比的影响  33-34
  4.6 抗冲磨性能  34-35
    4.6.1 试验方法  34-35
    4.6.2 试验结果及分析  35
    4.6.3 各因素对罩面修复砂浆抗冲磨性能的影响  35
  4.7 本章小结  35-37
第五章 罩面修复砂浆弹性模量试验研究  37-40
  5.1 试验结果比较  37
  5.2 罩面修复砂浆的弹性模量  37-38
    5.2.1 极差分析  37
    5.2.2 各因素对罩面修复砂浆弹性模量的影响  37-38
  5.3 本章小结  38-40
第六章 罩面修复砂浆收缩变形性能试验研究  40-45
  6.1 试验方法  40
  6.2 正交试验结果及分析  40-43
    6.2.1 收缩率分布  40-41
    6.2.2 极差分析  41
    6.2.3 各因素对罩面修复砂浆收缩的影响  41-43
    6.2.4 罩面修复砂浆的收缩模型  43
  6.3 单因素试验结果与分析  43-44
  6.4 本章小结  44-45
第七章 界面剂砂浆的强度试验研究  45-55
  7.1 试验方法  45
  7.2 正交试验结果  45-46
  7.3 界面剂砂浆抗折强度  46-47
    7.3.1 极差分析  46
    7.3.2 各因素对界面剂砂浆抗折强度的影响  46-47
  7.4 界面剂砂浆抗压强度  47-49
    7.4.1 极差分析  47-48
    7.4.2 各因素对界面剂砂浆抗压强度的影响  48-49
  7.5 界面剂砂浆折压比  49-52
    7.5.1 极差分析  49-50
    7.5.2 各因素对界面剂砂浆折压比的影响  50-51
    7.5.3 方差分析  51-52
  7.6 单因素试验结果及分析  52-54
    7.6.1 乳胶粉对界面剂砂浆抗折强度的影响  52-53
    7.6.2 乳胶粉对界面剂砂浆抗压强度的影响  53
    7.6.3 乳胶粉对界面剂砂浆柔韧性的影响  53-54
  7.7 本章小结  54-55
第八章 界面剂砂浆的粘结性能研究  55-59
  8.1 试验方法  55
  8.2 正交试验结果  55-56
  8.3 界面剂砂浆粘结强度  56-57
    8.3.1 极差分析  56
    8.3.2 各因素对界面剂砂浆粘结强度的影响  56-57
    8.3.3 方差分析  57
  8.4 单因素试验  57-58
  8.5 本章小结  58-59
第九章 结论与展望  59-61
  9.1 主要研究结论  59-60
  9.2 存在的问题及展望  60-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
攻读硕士学位期间的主要研究成果  64-65
个人简历  65

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 防水、防潮材料，嵌缝、密封材料 > 嵌缝、密封材料 > 砂浆
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