无机矿物聚合物基修补砂浆的制备与应用研究
发布时间：2022-02-22 14:19
随着社会的发展,道路的运输量和荷载量日益增长。水泥基混凝土路面作为一种刚性大、稳定性好承载力大的高级路面,在使用的过程中会因为荷载的反复作用及环境因素的影响,不可避免的会出裂缝、孔洞坑槽等等。假若局部病害得不到有效且及时的修补,最终会导致破坏不可逆转。现在市面上使用的路面修补材料成本高,而且不能做到绿色环保。无机矿物聚合物是一种新型胶凝材料,该无机聚合物具有三维网状结构的特点,由偏高领土,铝酸盐矿物或工业废渣等通过激发剂激发形成,其结构单元为[AlO4]和[SiO4]四面体。并具有陶瓷、高分子材料的特点。无机矿物聚合物被普遍认为是一种可以取代波特兰水泥的新型胶凝材料。本文的主要目的是通过实验研究制备出经济绿色环保的无机矿物聚合物基修补材料,应用到混凝土路面修补当中。采用矿渣、粉煤灰等工业废料为主要原料,采用水玻璃和NaOH为激发剂进行无机矿物聚合物基修补砂浆的制备,研究原料中氧化物含量以及原料配比对砂浆性能的影响,得出各因素对修补砂浆性能的影响规律和最佳配比。随后研究了硅灰、硫铝酸盐水泥和石膏等掺合料对修补砂浆性能的影响。在混凝土路面修补实验中,掺入了减水剂、缓凝剂和纤维对修补砂浆的性...
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 无机矿物聚合物的机理和结构特征
1.4 修补砂浆性能要求
1.4.1 修补砂浆的强度要求
1.4.2 修补材料的凝结时间
1.5 研究的目的与意义
1.6 本课题研究的内容
第二章 原材料及试验方法
2.1 原材料
2.1.1 粒化高炉矿渣
2.1.2 粉煤灰
2.1.3 水玻璃
2.1.4 氢氧化钠
2.1.5 硅灰
2.1.6 硫铝酸盐水泥
2.1.7 细骨料
2.2 试验方法
2.2.1 碱性激发剂配制方法
2.2.2 物理性能实验
2.2.3 力学性能测试
2.2.4 微观测试
2.3 试验仪器与设备
2.3.1 指针型砂浆凝结时间测定仪(ZKS-100)
2.3.2 其他实验仪器
第三章 氧化物组成对无机矿物聚合物砂浆强度的影响
3.1 实验配比与实验设计
3.1.1 实验配比
3.1.2 实验设计
3.1.3 原料中氧化物含量的计算
3.2 实验结果分析
3.2.1 矿渣和硅灰掺量对砂浆抗折强度影响
3.2.2 矿渣和硅灰掺量对砂浆抗压强度影响
3.2.3 CaO含量对砂浆抗折强度的影响
3.2.4 CaO含量对砂浆抗压强度的影响
3.2.5 n(SiO_2)/n(Al_2O_3)对抗折强度的影响
3.2.6 n(SiO_2)/n(Al_2O_3)对抗压强度的影响
3.3 微观测试与结构分析
3.3.1 SEM测试分析
3.3.2 XRD测试分析
3.4 本章小结
第四章 无机矿物聚合物基修补砂浆性能的研究
4.1 修补砂浆力学性能的影响因素研究
4.1.1 液固比对修补砂浆力学性能的影响
4.1.2 矿渣掺量对修补砂浆力学性能的影响
4.1.3 NaOH摩尔浓度对修补砂浆力学性能的影响
4.1.4 水玻璃掺量对修补砂浆力学性能的影响
4.2 修补砂浆凝结时间的影响因素研究
4.2.1 液固比对修补砂浆凝结时间的影响
4.2.2 矿渣掺量对修补砂浆凝结时间的影响
4.2.3 NaOH摩尔浓度对修补砂浆凝结时间的影响
4.2.4 水玻璃掺量对修补砂浆凝结时间的影响
4.3 正交优化设计
4.3.1 优化设计实验方案
4.3.2 实验结果
4.4 极差分析
4.4.1 无机矿物聚合物修补砂浆1d抗压强度极差分析
4.4.2 无机矿物聚合物修补砂浆凝结时间极差分析
4.5 方差分析
4.5.1 修补砂浆1d抗压强度方差分析
4.5.2 修补砂浆凝结时间方差分析
4.6 本章小结
第五章 无机矿物聚合物基修补砂浆的改性研究
5.1 硅灰对修补砂浆性能的影响
5.1.1 硅灰掺量对修补砂浆力学性能的影响
5.1.2 硅灰掺量对修补砂浆凝结时间的影响
5.2 硫铝酸盐水泥对无机矿物聚合物基修补砂浆影响
5.2.1 硫铝酸盐水泥掺量对修补砂浆凝结时间的影响
5.2.2 硫铝酸盐水泥掺量对修补砂浆力学强度的影响
5.3 石膏对修补砂凝结时间的影响
5.4 本章小结
第六章 无机矿物聚合物基修补砂浆的应用研究
6.1 无机矿物聚合物基修补砂浆修补实验
6.1.1 流动性的调整
6.1.2 凝结时间的控制
6.1.3 纤维掺量对修补砂浆性能的影响
6.1.4 改性修补砂浆的粘结强度
6.2 铺筑试验段
6.3 成本对比与经济技术分析
6.3.1 成本对比
6.3.2 经济技术分析
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
作者简介
作者在攻读硕士学位期间学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水泥混凝土路面裂缝修补施工工艺探讨[J]. 韦亚彬. 城市道桥与防洪. 2017(10)
[2]水泥混凝土公路路面的快速修补工艺探究[J]. 吕树军. 科技创新导报. 2014(22)
[3]地聚合物基材料的研究及其应用前景[J]. 薛彩红,高莉. 科技传播. 2014(12)
[4]粉煤灰综合利用现状[J]. 吴元锋,仪桂云,刘全润,李风海,赵丽伟,马名杰. 洁净煤技术. 2013(06)
[5]煤矿产区公路交通特征及路面类型研究[J]. 姜京伟. 山西交通科技. 2013(05)
[6]聚合物水泥快速修补防水砂浆的研究[J]. 陈嘉林,刘义兴,王伟坤. 中国建筑防水. 2013(13)
[7]利用烧页岩研制碱激发胶凝材料的探讨[J]. 元敬顺,王彦彬. 西华大学学报(自然科学版). 2013(02)
[8]粉煤灰基地聚合物材料的研究进展[J]. 施惠生,林茂松,郭晓璐. 粉煤灰综合利用. 2011(03)
[9]磷石膏改性应用研究[J]. 黄崇奕. 今日南国(理论创新版). 2009(11)
[10]粉煤灰基矿物聚合物制备及其性能研究[J]. 侯云芬,王栋民,周文娟. 粉煤灰. 2009(05)
博士论文
[1]高性能快速修补混凝土的研究与应用[D]. 尹健.中南大学 2003
[2]新老混凝土粘结断裂性能研究及工程应用[D]. 韩菊红.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]新型路面修补材料的开发与研究[D]. 梁秋爽.重庆交通大学 2015
[2]水泥混凝土路面快速修补用聚合物改性水泥基材料的研究[D]. 雷毅.湖南大学 2014
[3]用高岭土及钢渣制备地质聚合物的研究[D]. 何甜辉.武汉科技大学 2012
[4]以矿渣为基质的水泥混凝土路面修补材料研究[D]. 李铭.长安大学 2011
[5]纤维对地聚合物抗压强度的影响及机理分析[D]. 黄彩菊.浙江工业大学 2011
[6]无机矿物聚合材料的制备及其水化产物的研究[D]. 丁兆洋.沈阳建筑大学 2011
[7]煅烧高岭土及地质聚合物在水泥中的应用研究[D]. 乔卫丽.太原理工大学 2010
[8]新型混凝土道面裂缝修补材料改性及其性能研究[D]. 金少春.南京航空航天大学 2009
[9]地聚合物基路面修补材料的制备及性能研究[D]. 李硕.重庆大学 2008
本文编号：3639623
【文章来源】：沈阳建筑大学辽宁省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
1.2.2 国外研究现状
1.3 无机矿物聚合物的机理和结构特征
1.4 修补砂浆性能要求
1.4.1 修补砂浆的强度要求
1.4.2 修补材料的凝结时间
1.5 研究的目的与意义
1.6 本课题研究的内容
第二章 原材料及试验方法
2.1 原材料
2.1.1 粒化高炉矿渣
2.1.2 粉煤灰
2.1.3 水玻璃
2.1.4 氢氧化钠
2.1.5 硅灰
2.1.6 硫铝酸盐水泥
2.1.7 细骨料
2.2 试验方法
2.2.1 碱性激发剂配制方法
2.2.2 物理性能实验
2.2.3 力学性能测试
2.2.4 微观测试
2.3 试验仪器与设备
2.3.1 指针型砂浆凝结时间测定仪(ZKS-100)
2.3.2 其他实验仪器
第三章 氧化物组成对无机矿物聚合物砂浆强度的影响
3.1 实验配比与实验设计
3.1.1 实验配比
3.1.2 实验设计
3.1.3 原料中氧化物含量的计算
3.2 实验结果分析
3.2.1 矿渣和硅灰掺量对砂浆抗折强度影响
3.2.2 矿渣和硅灰掺量对砂浆抗压强度影响
3.2.3 CaO含量对砂浆抗折强度的影响
3.2.4 CaO含量对砂浆抗压强度的影响
3.2.5 n(SiO_2)/n(Al_2O_3)对抗折强度的影响
3.2.6 n(SiO_2)/n(Al_2O_3)对抗压强度的影响
3.3 微观测试与结构分析
3.3.1 SEM测试分析
3.3.2 XRD测试分析
3.4 本章小结
第四章 无机矿物聚合物基修补砂浆性能的研究
4.1 修补砂浆力学性能的影响因素研究
4.1.1 液固比对修补砂浆力学性能的影响
4.1.2 矿渣掺量对修补砂浆力学性能的影响
4.1.3 NaOH摩尔浓度对修补砂浆力学性能的影响
4.1.4 水玻璃掺量对修补砂浆力学性能的影响
4.2 修补砂浆凝结时间的影响因素研究
4.2.1 液固比对修补砂浆凝结时间的影响
4.2.2 矿渣掺量对修补砂浆凝结时间的影响
4.2.3 NaOH摩尔浓度对修补砂浆凝结时间的影响
4.2.4 水玻璃掺量对修补砂浆凝结时间的影响
4.3 正交优化设计
4.3.1 优化设计实验方案
4.3.2 实验结果
4.4 极差分析
4.4.1 无机矿物聚合物修补砂浆1d抗压强度极差分析
4.4.2 无机矿物聚合物修补砂浆凝结时间极差分析
4.5 方差分析
4.5.1 修补砂浆1d抗压强度方差分析
4.5.2 修补砂浆凝结时间方差分析
4.6 本章小结
第五章 无机矿物聚合物基修补砂浆的改性研究
5.1 硅灰对修补砂浆性能的影响
5.1.1 硅灰掺量对修补砂浆力学性能的影响
5.1.2 硅灰掺量对修补砂浆凝结时间的影响
5.2 硫铝酸盐水泥对无机矿物聚合物基修补砂浆影响
5.2.1 硫铝酸盐水泥掺量对修补砂浆凝结时间的影响
5.2.2 硫铝酸盐水泥掺量对修补砂浆力学强度的影响
5.3 石膏对修补砂凝结时间的影响
5.4 本章小结
第六章 无机矿物聚合物基修补砂浆的应用研究
6.1 无机矿物聚合物基修补砂浆修补实验
6.1.1 流动性的调整
6.1.2 凝结时间的控制
6.1.3 纤维掺量对修补砂浆性能的影响
6.1.4 改性修补砂浆的粘结强度
6.2 铺筑试验段
6.3 成本对比与经济技术分析
6.3.1 成本对比
6.3.2 经济技术分析
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
作者简介
作者在攻读硕士学位期间学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水泥混凝土路面裂缝修补施工工艺探讨[J]. 韦亚彬. 城市道桥与防洪. 2017(10)
[2]水泥混凝土公路路面的快速修补工艺探究[J]. 吕树军. 科技创新导报. 2014(22)
[3]地聚合物基材料的研究及其应用前景[J]. 薛彩红,高莉. 科技传播. 2014(12)
[4]粉煤灰综合利用现状[J]. 吴元锋,仪桂云,刘全润,李风海,赵丽伟,马名杰. 洁净煤技术. 2013(06)
[5]煤矿产区公路交通特征及路面类型研究[J]. 姜京伟. 山西交通科技. 2013(05)
[6]聚合物水泥快速修补防水砂浆的研究[J]. 陈嘉林,刘义兴,王伟坤. 中国建筑防水. 2013(13)
[7]利用烧页岩研制碱激发胶凝材料的探讨[J]. 元敬顺,王彦彬. 西华大学学报(自然科学版). 2013(02)
[8]粉煤灰基地聚合物材料的研究进展[J]. 施惠生,林茂松,郭晓璐. 粉煤灰综合利用. 2011(03)
[9]磷石膏改性应用研究[J]. 黄崇奕. 今日南国(理论创新版). 2009(11)
[10]粉煤灰基矿物聚合物制备及其性能研究[J]. 侯云芬,王栋民,周文娟. 粉煤灰. 2009(05)
博士论文
[1]高性能快速修补混凝土的研究与应用[D]. 尹健.中南大学 2003
[2]新老混凝土粘结断裂性能研究及工程应用[D]. 韩菊红.大连理工大学 2002
硕士论文
[1]新型路面修补材料的开发与研究[D]. 梁秋爽.重庆交通大学 2015
[2]水泥混凝土路面快速修补用聚合物改性水泥基材料的研究[D]. 雷毅.湖南大学 2014
[3]用高岭土及钢渣制备地质聚合物的研究[D]. 何甜辉.武汉科技大学 2012
[4]以矿渣为基质的水泥混凝土路面修补材料研究[D]. 李铭.长安大学 2011
[5]纤维对地聚合物抗压强度的影响及机理分析[D]. 黄彩菊.浙江工业大学 2011
[6]无机矿物聚合材料的制备及其水化产物的研究[D]. 丁兆洋.沈阳建筑大学 2011
[7]煅烧高岭土及地质聚合物在水泥中的应用研究[D]. 乔卫丽.太原理工大学 2010
[8]新型混凝土道面裂缝修补材料改性及其性能研究[D]. 金少春.南京航空航天大学 2009
[9]地聚合物基路面修补材料的制备及性能研究[D]. 李硕.重庆大学 2008
本文编号：3639623
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