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改性环氧树脂混凝土（砂浆）及应用研究

作　者: 金玉杰
导　师: 肖力光
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 建筑技术科学
关键词: 环氧树脂混凝土复合材料改性检查井盖
分类号: TU528.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

环氧树脂混凝土是聚合物混凝土中用量最大的工程材料,环氧树脂混凝土以其强度高,粘结力大,化学稳定性好等优良的性能,已经广泛应用于建筑工程中。但它也具有脆性大、抗冲击力差等缺点,限制了它更为广泛的使用。改性环氧树脂混凝土是指以环氧树脂为主料,掺入适量的固化剂、增塑剂、稀释剂及填料作为胶粘剂,以砂、石作为骨料,经混合、成型、固化而成的一种复合材料,是聚合物混凝土中纯聚合物混凝土的一种。改性环氧树脂混凝土不仅具有强度高,韧性好,抗冲击强度大等优点,同时,还具有很强的耐磨性、耐水性、耐化学腐蚀性及抗冻性等良好性能。并且与金属和非金属材料粘结强度高、电绝缘性好,这正好弥补了环氧树脂混凝土的抗拉强度低、抗拉应变小、抗裂性小、脆性大等缺点。同时,固化后的改性环氧树脂混凝土对大气、潮湿、化学介质、细菌等都有很强的抵抗能力。目前,对环氧树脂混凝土的研究还处于起步阶段,研究的方向多、范围广,环氧树脂混凝土的优异性能在建筑工程方面将带来广阔的应用前景,特别是在建筑结构加固补强中的应用。本文对影响聚合物砂浆性能的因素进行了分析,分别采用水泥、PP纤维、聚酯纤维、钢纤维、聚硫橡胶以及纳米SiO2对环氧树脂混凝土进行改性,通过实验研究改性环氧树脂混凝土的各种力学性能,并研究了环氧树脂混凝土的耐久性,包括耐酸、耐碱性实验以及质量损失和强度损失。本文对高性能聚合物混凝土的应用进行了研究,利用该材料制作代替铸铁的防盗检查井盖,利用塑性分析方法对高性能聚合物混凝土井盖的极限承载力进行研究,得出极限承载力公式。同时对环氧树脂混凝土井盖理论值与检测值对比分析,利用环氧树脂混凝土制作的井盖目前是国内外所有井盖中最薄的井盖,也是相同厚度井盖中承载力最大的井盖。环氧树脂混凝土井盖的潜力非常大,现在完全可以利用本文的研究成果去实现更高承载力的要求,利用改性环氧树脂混凝土制作的检查井盖,弯曲强度、冲击强度、压缩强度、拉伸强度、弹性模量、吸水率、耐酸性、耐碱性、耐热性、耐候性等各项技术指标均达到CJ/T211-2005国家标准。把高性能聚合物混凝土应用在井盖中,提高井盖的承载力,降低成本,同时解决井盖经常丢失等损失,具有较好的经济效益。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-25
  1.1 课题研究背景及意义  11-12
  1.2 环氧树脂的来源及其性能  12-13
    1.2.1 环氧树脂的来源及其化学组成  12
    1.2.2 环氧树脂的性能  12-13
  1.3 聚合物环氧树脂在国内外的应用现状及分析  13-18
    1.3.1 环氧树脂混凝土复合材料的研究现状  13-15
    1.3.2 环氧树脂混凝土在土木工程中的应用现状  15-18
  1.4 聚合物混凝土的分类和使用概况  18-21
    1.4.1 聚合物（砂浆）混凝土的分类方法  18-19
    1.4.2 树脂砂浆混凝土（PC）的使用方法和使用范围  19-21
  1.5 环氧树脂的改性研究  21-23
    1.5.1 弹性体增韧环氧树脂  21
    1.5.2 热塑性树脂增韧环氧树脂  21-22
    1.5.3 膨胀单体共聚改性环氧树脂  22
    1.5.4 刚性粒子增韧环氧树脂  22-23
  1.6 本课题的主要研究内容及创新点  23-25
    1.6.1 主要研究内容  23-24
    1.6.2 创新点  24-25
第2章试验原材料及方法  25-33
  2.1 试验原材料  25-31
    2.1.1 环氧树脂  25
    2.1.2 固化剂  25-26
    2.1.3 稀释剂  26
    2.1.4 增韧剂  26-27
    2.1.5 聚硫橡胶  27-28
    2.1.6 PP 纤维  28
    2.1.7 聚酯纤维  28-29
    2.1.8 钢纤维  29-30
    2.1.9 纳米二氧化硅  30-31
    2.1.10 微集料  31
    2.1.11 细集料  31
  2.2 环氧树脂砂浆的制作工艺流程  31
  2.3 试验方法  31-33
第3章聚合物砂浆影响因素的研究  33-80
  3.1 聚合物砂浆力学性能的研究  33-52
    3.1.1 水泥掺量对聚合物砂浆力学性能的影响  33-39
    3.1.2 PP 纤维对聚合物砂浆力学性能的影响  39-41
    3.1.3 聚酯纤维对聚合物砂浆力学性能的影响  41-43
    3.1.4 钢纤维对聚合物砂浆力学性能的影响  43-46
    3.1.5 聚硫橡胶对聚合物砂浆力学性能的影响  46-52
  3.2 聚酯纤维正交对聚合物力学性能的影响  52-54
  3.3 混杂纤维正交对聚合物力学性能的影响  54-56
  3.4 刚性无机纳米Si0_2粒子对PC 的影响  56-58
  3.5 聚合物砂浆的质量损失研究  58-63
    3.5.1 水泥掺量对聚合物砂浆的影响  59-60
    3.5.2 纤维掺量对聚合物砂浆的影响  60-61
    3.5.3 聚硫橡胶掺量对聚合物砂浆的影响  61-63
  3.6 聚合物砂浆的耐酸碱性研究  63-75
    3.6.1 水泥掺量对聚合物砂浆的影响  63-67
    3.6.2 纤维掺量对聚合物砂浆的影响  67-71
    3.6.3 聚硫橡胶掺量对聚合物砂浆的影响  71-75
  3.7 改性环氧树脂砂浆微观结构图  75-77
  3.8 本章小结  77-80
第4章高性能聚合物混凝土应用研究  80-88
  4.1 高性能聚合物混凝土概述  80-81
  4.2 高性能聚合物混凝土在井盖中的应用  81-86
    4.2.1 环氧树脂混凝土井盖的极限承载力  81-85
    4.2.2 环氧树脂混凝土井盖承载力理论与检测结果分析  85-86
  4.3 本章小结  86-88
结论  88-90
参考文献  90-96
攻读学位期间发表的学术论文  96-97
攻读学位期间获得的科研成果  97-100
致谢  100

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