本文選題：磷酸鎂水泥 + 硅灰石粉��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：磷酸鎂水泥和普通水泥相比具有很多優(yōu)點(diǎn),例如:凝結(jié)速度快、早期強(qiáng)度高、與不同材料之間的粘結(jié)力強(qiáng)、干縮小、耐磨性好等。這些優(yōu)點(diǎn)使得磷酸鎂水泥可以廣泛地應(yīng)用于建筑物修補(bǔ)與加固工程中。國內(nèi)外對于磷酸鎂水泥的耐高溫性能研究較少,特別是關(guān)于耐高溫性能改善方法與相關(guān)機(jī)理還不清楚。同時,有機(jī)膠外貼碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)得到系統(tǒng)研究與廣泛應(yīng)用;盡管碳纖維絲在絕氧條件下具有良好的耐高溫性能,但是普遍采用的環(huán)氧類膠粘劑的性能在高溫下會迅速劣化。為了提高外貼碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的適用范圍與耐高溫性能,采用耐高溫優(yōu)良的無機(jī)膠代替有機(jī)環(huán)氧類膠粘劑是一個重要發(fā)展方向。本文的一個研究重點(diǎn)是硅灰石對磷酸鎂水泥耐高溫性的改性效果與作用機(jī)理。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著硅灰石摻量的增加,硅灰石改性磷酸鎂水泥的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度不斷增加。磷酸鎂水泥具有優(yōu)良的抗凍融能力、抗干濕循環(huán)的性能以及耐水和耐硫酸鹽侵蝕性能,但是磷酸鎂水泥試件在強(qiáng)堿及強(qiáng)酸中的力學(xué)性能卻會大幅下降。利用SEM-EDS發(fā)現(xiàn)硅灰石沒有參與化學(xué)反應(yīng),沒有影響磷酸鎂水泥原有水化產(chǎn)物的生成。但是纖維狀的硅灰石填補(bǔ)在磷酸鎂水泥中的縫隙中,使得磷酸鎂水泥的結(jié)構(gòu)更加密實(shí),從而提高了磷酸鎂水泥的抗壓強(qiáng)度。通過研究磷酸鎂水泥高溫后基本力學(xué)性能試驗(yàn)得知:硅灰石的摻加對試件高溫后的質(zhì)量損失影響不大,摻加了硅灰石的磷酸鎂水泥在溫度高達(dá)600℃時抗壓強(qiáng)度沒有降低。雖然硅灰石加入磷酸鎂水泥之后沒有直接參與化學(xué)反應(yīng),經(jīng)過高溫處理后也沒有改變磷酸鎂水泥的化學(xué)產(chǎn)物和物相變化。但是硅灰石本身在經(jīng)歷1000℃高溫后的化學(xué)穩(wěn)定性良好,正是這種具有高溫穩(wěn)定的微米級纖維狀硅灰石限制了磷酸鎂水泥水化產(chǎn)物的脫水收縮而減輕了其力學(xué)強(qiáng)度衰減。本文的另一個研究重點(diǎn)是改性磷酸鎂水泥作為膠粘劑的混凝土外貼碳纖維布的剪切強(qiáng)度及其隨不同溫度與環(huán)境條件作用后的演變規(guī)律,為磷酸鎂水泥代替環(huán)氧樹脂膠應(yīng)用于碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):改性磷酸鎂水泥代替環(huán)氧樹脂膠可使碳纖維布粘貼混凝土試件的剪切強(qiáng)度提高40%以上,同時使經(jīng)歷105~500℃高溫后的剪切強(qiáng)度損失率顯著降低。經(jīng)過不同高溫處理后的改性磷酸鎂水泥加固試件都沒有發(fā)生最理想的破壞形式:即膠層下混凝土被撕下一層。這最主要應(yīng)該是高溫下改性磷酸鎂水泥抗剪強(qiáng)度逐漸降低引起的。用改性磷酸鎂水泥粘貼碳纖維布的混凝土雙剪試件經(jīng)歷干濕循環(huán)、自來水浸泡、MgSO_4溶液侵蝕后的粘結(jié)性能均優(yōu)于用環(huán)氧樹脂粘貼碳纖維布的混凝土雙剪試件的粘結(jié)性能,但是其抗硫酸侵蝕能力、抗Na OH溶液侵蝕能力、抗Na2SO_4溶液侵蝕能力卻比用環(huán)氧樹脂粘貼碳纖維布的混凝土雙剪試件略差�？傊�,硅灰石的加入有效提高了磷酸鎂水泥的耐高溫性能。改性磷酸鎂水泥的粘結(jié)性能比環(huán)氧樹脂更優(yōu)良,其可以作為一種新型無機(jī)膠體來粘貼碳纖維布加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。雖然在高溫后磷酸鎂水泥雙剪試件的破壞形式都沒有發(fā)生與膠層毗鄰的混凝土完全剝離的破壞形式,而發(fā)生的是纖維布的剝離破壞,但是其常溫下和高溫后良好的粘結(jié)性能證明用磷酸鎂水泥代替環(huán)氧樹脂作膠粘劑粘貼碳纖維布用于實(shí)際工程加固是可行的。同時,磷酸鎂水泥作為膠粘劑粘貼碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)還具有良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性效益。
[Abstract]:Magnesium phosphate cement has many advantages compared with ordinary cement, such as quick setting speed, high early strength, strong adhesive force with different materials, dry shrinkage and good wear resistance. These advantages make magnesium phosphate cement can be widely used in building repair and strengthening process. In addition, it is not clear that the methods for improving the performance of high temperature resistance and the related mechanism are not clear. At the same time, the concrete structure strengthened with carbon fiber cloth outside the organic glue has been systematically studied and widely used worldwide. Although the carbon fiber wire has good high temperature resistance under the anaerobic condition, the epoxy adhesive is commonly used. The performance of the agent will deteriorate rapidly at high temperature. In order to improve the application range and high temperature resistance of the reinforced concrete structure reinforced with the external carbon fiber cloth, it is an important development direction to replace the organic epoxy adhesive with high temperature resistant inorganic glue. The results show that with the increase of the amount of wollastonite, the flexural strength and compressive strength of the cement modified by Wollastonite are increasing. The magnesium phosphate cement has excellent resistance to freezing and thawing, the performance of anti dry and wet cycle and the resistance to water and sulphate resistance, but the magnesium phosphate cement test is in strong alkali and strong acid. The mechanical properties of the MFP are not involved in the chemical reaction, which does not affect the formation of the original hydration products of the magnesium phosphate cement. But the fibrous wollastonite fills in the gap in the magnesium phosphate cement, making the structure of the magnesium phosphate cement more compacting, thus improving the compressive strength of the magnesium phosphate cement. Through the study of the basic mechanical properties of magnesium phosphate cement after high temperature, it is found that the addition of wollastonite has little effect on the mass loss after high temperature. The compressive strength of magnesium phosphate cement mixed with wollastonite does not decrease when the temperature is up to 600 C. Although the silica fume stone has not been directly involved in chemical reaction after adding magnesium phosphate cement, it has not been directly involved. The chemical products and phase changes of magnesium phosphate cement are not changed after high temperature treatment. But the chemical stability of wollastonite itself after the high temperature of 1000 degrees C is good. It is this kind of high temperature stable micron grade fibrous wollastonite that restricts the dehydration shrinkage of the hydrated magnesium phosphate and reduces the attenuation of its mechanical strength. Another research focus is on the shear strength of modified magnesium phosphate cement as the adhesive and its shear strength with different temperature and environmental conditions. It lays a foundation for the construction of CFRP reinforced concrete structure for the replacement of epoxy resin by magnesium phosphate cement. The result is that modified magnesium phosphate cement is found. The shear strength of the CFRP bonded concrete specimen can be increased by more than 40%, and the shear strength loss rate after high temperature 105~500 C is significantly reduced. The most ideal failure form of the modified magnesium phosphate cement after different high temperature treatment has not occurred: the concrete under the rubber layer is torn down. The main reason is that the shear strength of modified magnesium phosphate cement is gradually reduced at high temperature. The concrete double shear specimens with modified magnesium phosphate cement paste carbon fiber cloth experience dry and wet cycle and tap water immersion. The bonding properties of MgSO_4 solution are better than that of concrete double shear specimens with epoxy resin bonded CFRP. Performance, but its resistance to sulphuric acid corrosion, anti Na OH solution erosion ability, anti Na2SO_4 solution erosion ability is slightly worse than that of concrete double shear with epoxy resin bonded carbon fiber cloth. In conclusion, the addition of wollastonite effectively improves the high temperature resistance of magnesium phosphate cement. The adhesive properties of modified magnesium phosphate cement are better than that of epoxy resin. Well, it can be used as a new type of inorganic colloid to paste the reinforced concrete structure with carbon fiber cloth. Although after high temperature, the destruction form of the double shear specimens of the magnesium phosphate cement has not occurred in the form of the complete dissection of the concrete adjacent to the cement, but it is dispeeled and destroyed by the fiber cloth, but it is good at normal temperature and after high temperature. It is proved that it is feasible to use magnesium phosphate cement instead of epoxy as adhesive to paste carbon fiber cloth for practical engineering reinforcement. At the same time, magnesium phosphate cement as adhesive bonded CFRP reinforced concrete structure has good economic and environmental benefits.

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU528

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;市場動態(tài)[J];無機(jī)鹽工業(yè);1982年08期

2 霍國燕,馬廣成;八水磷酸鎂的制備[J];河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1993年04期

3 曾波;趙海燕;任思宇;;高溫固相法合成無水磷酸鎂實(shí)驗(yàn)研究[J];無機(jī)鹽工業(yè);2010年03期

4 賴振宇;錢覺時;盧忠遠(yuǎn);李倩;鄒秋林;;不同溫度處理對磷酸鎂水泥性能的影響[J];功能材料;2012年15期

5 廖福榮;;磷酸鎂及相關(guān)的不溶性鹽類對大環(huán)內(nèi)酯類抗生素生產(chǎn)的刺激作用[J];國外藥學(xué)(抗生素分冊);1981年04期

6 韓淑蕓,吳志蕓,闞秋斌,周采菊,楊君;磷酸鎂鋁分子篩的交換與催化性能研究[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);1990年01期

7 汪宏濤;錢覺時;王建國;;磷酸鎂水泥的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2005年12期

8 楊學(xué)芬;馬新蕊;趙海燕;曾波;;食品級磷酸鎂中氧化鎂含量的返滴定分析法[J];云南化工;2009年01期

9 王二強(qiáng);王冬;劉興華;;磷酸鎂水泥緩凝劑的研究[J];混凝土;2012年09期

10 毛敏;王智;賈興文;;磷酸鎂水泥耐水性能改善的研究[J];非金屬礦;2012年06期

相關(guān)會議論文 前7條

1 劉凱;李東旭;;化學(xué)結(jié)合磷酸鎂水泥的制備研究[A];中國硅酸鹽學(xué)會水泥分會第三屆學(xué)術(shù)年會暨第十二屆全國水泥和混凝土化學(xué)及應(yīng)用技術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

2 汪宏濤;曹巨輝;黃志講;楊鐵軍;;新型磷酸鎂水泥的研究[A];第十屆全國水泥和混凝土化學(xué)及應(yīng)用技術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

3 侯磊;李金洪;;超快硬磷酸鎂水泥的制備與性能研究[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第12屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

4 伊海赫;李東旭;;磷酸鎂水泥研究進(jìn)展[A];第五屆全國商品砂漿學(xué)術(shù)交流會論文集（5th NCCM）[C];2013年

5 劉豫;賀玉曉;鄭書航;曹陽;;磷酸鎂質(zhì)耐熱混凝土材料的研究[A];中國硅酸鹽學(xué)會水泥分會首屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

6 劉凱;李東旭;;新型化學(xué)結(jié)合磷酸鎂水泥的制備和性能[A];商品砂漿的科學(xué)與技術(shù)[C];2011年

7 馬保國;王景然;;不同環(huán)境條件磷酸鎂水泥對硝酸鉛的固化[A];中國硅酸鹽學(xué)會水泥分會第三屆學(xué)術(shù)年會暨第十二屆全國水泥和混凝土化學(xué)及應(yīng)用技術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 嚴(yán)平;馬螺吃麩皮易得結(jié)石[N];陜西科技報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 張愛蓮;磷酸鎂水泥的耐高溫改性及粘貼碳纖維布面內(nèi)剪切性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

2 賴振宇;磷酸鎂水泥固化中低放射性廢物研究[D];重慶大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 段新勇;磷酸鎂水泥基快速屏蔽材料的制備及其性能研究[D];西南科技大學(xué);2015年

2 石軍兵;重金屬離子對磷酸鎂水泥水化的影響及其賦存狀態(tài)研究[D];西南科技大學(xué);2015年

3 瞿成舉;金屬基材料表面磷酸鎂水泥涂層研究[D];西南交通大學(xué);2016年

4 黃陳程;磷酸鎂水泥固化模擬高放廢液[D];西南科技大學(xué);2016年

5 陳賀;E玻纖織物增強(qiáng)磷酸鎂水泥基細(xì)骨料混凝土薄板加固技術(shù)研究[D];蘇州科技學(xué)院;2015年

6 董英豪;碳鋼表面磷酸鎂水泥涂層的防腐性研究[D];西南交通大學(xué);2017年

7 紀(jì)方;磷酸鎂混凝土的配制及高溫性能實(shí)驗(yàn)研究[D];山東建筑大學(xué);2010年

8 高瑞;改性磷酸鎂水泥基材料的性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

9 吳洲;碳纖維增韌磷酸鎂水泥研究[D];重慶大學(xué);2015年

10 崔棚;磷酸鎂水泥及其纖維復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)性能研究[D];深圳大學(xué);2015年

，

本文編號：1871465