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高渗透型灌浆材料的研制及其改性研究

作　者: 苏张妍
导　师: 孙南屏
学　校: 广东工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 化学灌浆甲基丙烯酸甲酯改性配方粘度抗压强度
分类号: TV44
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 275次
引　用: 4次
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内容摘要

化学灌浆技术在水电、隧道、地铁、矿山、煤炭、交通等各个领域有很广泛的应用。具有快速、经济、独特、可靠等特点,在土木工程中的防渗、堵漏、补强、加固中充分发挥其独到的效用。化学灌浆材料种类繁多,各有特点,根据对现有化学灌浆材料的调研比选,研究确定了以甲基丙烯酸甲酯为主剂的化学灌浆材料的配方组成,以及对它的改性研究。本文重点是通过对浆液的粘度、胶凝时间、抗压强度、粘结强度、收缩率等物理力学性能为测试指标来研究并获取甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的最优配方组成,以及甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的改性配方,并对化学灌浆材料的粘结机理进行了简单的探讨。研究结果表明:1、引发剂的用量主要影响浆液的聚合,对合成时间以及浆液的粘度都有着很大的影响。引发剂用量太低,聚合反应慢,粘结强度低达不到修补的目的。引发剂用量太高,反应剧烈,难以控制。合适的引发剂用量能使浆液有较好的渗透性、可灌性,对灌浆修补效果更为有利。2、促进剂的用量主要影响浆液的胶凝时间,促进剂添加过少胶凝时间长难以固化,添加过多则易产生“暴聚”现象,浆液在短时间内固化。可以根据工程的性质和需要通过改变促进剂的用量来调整浆液的胶凝时间。3、改性材料选用环氧树脂,加入环氧树脂后浆液粘度变化不大,浆液固结体抗压强度、硬度、脆性有所降低,而粘结强度、伸长率、屈挠性、可塑性、柔韧性得到提高,从而改善了浆材的物理力学性能,能满足工程中的需要。4、加入环氧树脂后浆液在聚合过程中的体积收缩明显变小,减小了4倍左右,弥补了甲基丙烯酸甲酯浆液收缩大的缺点,达到了试验的目的。本文通过大量的试验研究得出了引发剂、促进剂等组成材料对甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的影响规律,由此找出甲基丙烯酸甲酯灌浆材料最佳的配方组成。在此基础上研究了环氧树脂对甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的改性,以及浆液改性后的配方组成。经改性的浆液具有较好的物理力学性能。仿实际操作的补强试验表明环氧树脂改性甲基丙烯酸甲酯灌浆材料有较高的实用价值及可操作性。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章绪论  14-23
  1.1 研究背景和意义  14
  1.2 灌浆及化学灌浆的基本概念  14-15
  1.3 化学灌浆的发展历史  15-16
  1.4 各类化学灌浆材料  16-18
  1.5 水泥混凝土路面发展现状  18-19
  1.6 国内外研究概况  19-20
    1.6.1 国外研究概况  19
    1.6.2 国内研究概况  19-20
  1.7 水泥混凝土裂缝的修补材料应具备的性能  20-22
  1.8 课题来源及研究思路  22-23
第二章化学灌浆材料的粘结机理  23-32
  2.1 浆材与被灌物间的作用力  23-24
    2.1.1 化学键力  23
    2.1.2 分子间力  23
    2.1.3 界面静电引力  23-24
    2.1.4 机械作用力  24
  2.2 灌浆过程的界面化学  24-25
    2.2.1 表面张力与界面张力  24-25
    2.2.2 界面张力与浸润  25
  2.3 粘结现象的理论解释  25-32
    2.3.1 粘结理论  25-27
    2.3.2 浆材的固化  27-28
    2.3.3 粘结强度及其影响因素  28-32
第三章研究内容、试验材料及试验方法  32-42
  3.1 研究内容及目标  32-33
  3.2 试验流程  33
  3.3 试验原材料  33-35
  3.4 试验仪器及设备  35-36
  3.5 浆液的合成  36
    3.5.1 试验装置图  36
    3.5.2 合成步骤  36
  3.6 浆液性能的测试方法  36-42
    3.6.1 粘度的测定  36-37
    3.6.2 灌浆材料胶凝时间的测定  37-38
    3.6.3 可灌性的测定  38-39
    3.6.4 固结体抗压强度的测定  39-40
    3.6.5 抗折粘结强度的测定  40-41
    3.6.6 断裂伸长率的测定  41
    3.6.7 收缩率的测定  41-42
第四章甲基丙烯酸甲酯灌桨材料的研究  42-57
  4.1 甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的配方试验  42-54
    4.1.1 引发剂掺量的选择  43-49
      4.1.1.1 试验情况和结果  44-45
      4.1.1.2 结果分析  45-49
    4.1.2 促进剂掺量的选择  49-54
      4.1.2.1 试验情况和结果  50-51
      4.1.2.2 结果分析  51-54
  4.2 化学灌浆机理探讨  54-55
  4.3 小结  55-57
第五章甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的改性研究  57-71
  5.1 甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的改性配方试验  58-59
  5.2 试验情况和结果  59-60
  5.3 结果分析  60-65
    5.3.1 环氧树脂用量对粘度的影响  60
    5.3.2 环氧树脂用量对胶凝时间的影响  60-61
    5.3.3 环氧树脂用量对可灌性的影响  61
    5.3.4 环氧树脂用量对固结体抗压强度的影响  61-63
    5.3.5 环氧树脂用量对抗折粘结强度的影响  63
    5.3.6 环氧树脂用量对断裂伸长率的影响  63-64
    5.3.7 环氧树脂用量对收缩率的影响  64-65
  5.4 砂浆试件的模拟灌浆试验  65-66
  5.5 成本核算  66-68
    5.5.1 原料报价  66-67
    5.5.2 本文配制的甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的成本核算  67-68
    5.5.3 改性后甲基丙烯酸甲酯灌浆材料的成本核算  68
  5.6 研究工作的独创性  68-69
  5.7 小结  69-71
结论与展望  71-74
  主要结论  71-72
  后续研究工作的展望  72-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间的研究成果  78-80
致谢  80

高渗透型灌浆材料的研制及其改性研究

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