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1、水泥混凝土路面作為一種高級(jí)路面結(jié)構(gòu)形式,具有使用壽命長(zhǎng)、養(yǎng)護(hù)工作量小、能源消耗少、施工簡(jiǎn)便,對(duì)交通等級(jí)和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。但由于設(shè)計(jì)、材料、施工技術(shù)、施工管理和質(zhì)量控制等方面的因素,以及自然條件、超限運(yùn)輸?shù)仍?,大量水泥混凝土路面投入使?~5年后就出現(xiàn)了大量的早期破壞,如不及時(shí)修補(bǔ)將會(huì)嚴(yán)重影響路面的使用壽命和交通安全。若路面局部破損采用整板修復(fù),不僅開(kāi)放交通時(shí)間長(zhǎng),而且很不經(jīng)濟(jì),因此有必要研究開(kāi)發(fā)專用于路面局部
2、破損的修補(bǔ)材料。本文通過(guò)研究不同種類聚合物膠粉對(duì)硫鋁酸鹽水泥性能的影響,設(shè)計(jì)配制出一種可用于水泥混凝土路面薄層快速修補(bǔ)的聚合物改性硫鋁酸鹽水泥基干粉砂漿。以實(shí)現(xiàn)水泥混凝土局部修復(fù)2h快速通車的技術(shù)目標(biāo)。具體研究?jī)?nèi)容如下:
一、研究了不同種類、摻量聚合物膠粉對(duì)硫鋁酸鹽水泥性能工作性能、物理力學(xué)性能以及體積穩(wěn)定性的影響,揭示了聚合物種類及摻量對(duì)硫鋁酸鹽水泥性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明,聚合物膠粉具有緩凝效果,可改善硫鋁酸鹽水泥
3、30min內(nèi)的工作性能,顯著提高水泥砂漿的早期抗折強(qiáng)度、降低水泥砂漿脆性,改善水泥砂漿后期力學(xué)性能。同時(shí),用聚合物改性硫鋁酸鹽水泥砂漿可顯著提高砂漿與老混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度,降低砂漿的體積變形效果,如可提高新老混凝土粘結(jié)強(qiáng)度100%以上,降低砂漿干縮率40%以上。通過(guò)對(duì)比研究聚合物種類、摻量對(duì)硫鋁酸鹽水泥性能的影響,優(yōu)選了醋酸乙烯酯共聚物類的聚合物膠粉,并確定了最佳摻量為3~4%。
二、系統(tǒng)研究了緩凝組分和早強(qiáng)組分對(duì)硫鋁酸鹽水
4、泥砂漿工作性與物理力學(xué)性能的的影響,確定采取早強(qiáng)組分與緩凝組分協(xié)同使用來(lái)改善聚合物硫鋁酸鹽水泥性能的技術(shù)路線,并優(yōu)化了聚合物改性硫鋁酸鹽基水泥路面快速修補(bǔ)材料的配合比,其性能達(dá)到水泥混凝土路面快速養(yǎng)護(hù)的要求。如聚合物改性硫鋁酸鹽水泥基快速修補(bǔ)材料2h抗折強(qiáng)度大于4.0MPa,工作性能可以滿足現(xiàn)場(chǎng)30min~40min的快速施工要求。并系統(tǒng)研究了路面快速修補(bǔ)材料的耐久性,相對(duì)于基準(zhǔn)混凝土,聚合物膠粉的加入顯著提升了修補(bǔ)砂漿的路面適用性能,
5、抗氯離子滲透性能提高了37%,材料的單位面積磨耗量最多可減少27%。
三、采用SEM、XRD等微觀測(cè)試方法,揭示了聚合物改善硫鋁酸鹽水泥物理力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性以及耐久性的機(jī)理。聚合物使無(wú)水硫酸鋁鈣的水化速度減緩,致使鈣礬石和水化氧化鋁凝膠的生成相減少,產(chǎn)生緩凝的效果,并改善早期工作性。另外,在1d齡期時(shí),聚合物已經(jīng)能夠形成一定規(guī)模的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對(duì)硫鋁酸鹽水泥的性能改善可作出明顯的貢獻(xiàn)。到3d左右齡期時(shí)就可形成較完全的聚
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