本文選題：聚合物改性水泥混凝土 + 橋面鋪裝層　； 參考：《武漢理工大學》2015年博士論文

【摘要】：聚合物改性水泥混凝土(Polymer Modified Cement Concrete,簡稱PMCC)具有剛柔相濟的路用性能,是一種良好的橋面鋪裝材料。論文針對基于一次攤鋪成型的PMCC材料組構關系與工藝關鍵參數(shù)的匹配問題,對PMCC橋面鋪裝材料與界面粘結材料的組成、性能與施工工藝展開研究。系統(tǒng)研究了丁苯聚合物乳液材料組成與稠度、聚灰比等對PMCC壓實性能的影響規(guī)律,PMCC的稠度易控制在改進VC值5s,配合振動壓實成型30s,攪拌60s,施工時間控制在1h以內完成。以PMCC彎曲韌性為核心指標,提出了基于一次攤鋪成型的關鍵參數(shù),包括稠度、水泥用量、聚灰比、纖維用量的合理取值范圍,制備了路用性能良好的PMCC橋面鋪裝材料。對比研究了聚合物乳液、聚酯纖維及其復摻對PMCC的增韌作用,發(fā)現(xiàn)了聚合物乳液與聚酯纖維對提升水泥基材料的韌性具有協(xié)同效應,并揭示了其復合增韌機理。結果顯示纖維復合改性PMCC的28天抗壓強度相對同等水泥用量下的普通水泥混凝土雖然存在小幅度的降低,但抗彎拉強度、彎曲韌性、斷裂韌性、斷裂能分別提高44.2%、289.1%、397.0%、462.8%;抗凍等級由F150提高至F250;在失效概率為5%、應力水平為0.7時,彎曲疲勞壽命提高883.6%;彎拉彈性模量、磨損量和氯離子擴散系數(shù)分別降低43.1%、54.8%、64.1%。即使在180天較長齡期的條件下,聚合物乳液仍然能夠發(fā)揮出對混凝土各項力學性能較好的改善作用。改性機理研究顯示P/C為13%時,聚合物乳液雖然不能參與水泥的水化反應,且在前期延緩水泥的水化,但在后期聚合物膜良好的穩(wěn)定性、保水性為水泥提供良好的水化環(huán)境,聚合物乳液改善了混凝土的孔隙結構,增強了混凝土各組分之間的粘結,并且聚合物水泥漿對纖維具有更強的握裹力,減少斷裂過程中纖維被拔出的現(xiàn)象,使纖維對PMCC的增韌效果優(yōu)于普通混凝土。優(yōu)化了界面粘結層材料的組成、拌制及噴涂工藝,解決了聚合物水泥漿攪拌過程中容易結團的難題,提高了界面粘結強度,為PMCC優(yōu)異的路用性能提供保障。
[Abstract]:Polymer modified cement concrete (PMCC) is a kind of good bridge deck pavement material because of its strong and flexible road performance. In this paper, the composition, performance and construction technology of PMCC bridge deck paving material and interfacial bonding material are studied in view of the matching between the fabric relationship of PMCC material and the key parameters of the process. The effects of composition and consistency of styrene-butadiene polymer emulsion on compaction properties of PMCC were systematically studied. The consistency of PMCC was easily controlled by improving VC value 5 s, compacting with vibration for 30 s, stirring for 60 s, and controlling the construction time within 1 h. Taking the bending toughness of PMCC as the core index, the key parameters based on primary paving molding, including consistency, cement content, cement ratio, fiber content and reasonable value range of PMCC bridge deck paving material with good road performance are proposed. The toughening effect of polymer emulsion, polyester fiber and its admixture on PMCC was studied. The synergistic effect of polymer emulsion and polyester fiber on the toughness of cement based materials was found, and the mechanism of composite toughening was revealed. The results showed that the 28 days compressive strength of fiber composite modified PMCC was lower than that of ordinary cement concrete with the same cement content, but the flexural tensile strength, flexural toughness and fracture toughness of the cement concrete were decreased by a small margin. The fracture energy is increased by 44.2and 289.1and by 397.0and 462.8; the frost resistance grade is raised from F150 to F250; when the failure probability is 5 and the stress level is 0.7, the flexural fatigue life is increased by 883.6; the flexural elastic modulus, wear and chloride diffusion coefficient are reduced by 43.1 and 64.1respectively. Even under the condition of 180 days, the polymer emulsion can improve the mechanical properties of concrete. The study of modification mechanism showed that polymer emulsion could not participate in the hydration reaction of cement and delay the hydration of cement in the early stage when P / C was 13%, but the polymer film had good stability in the later stage, and the water retention provided a good hydration environment for cement. Polymer emulsion improves the pore structure of concrete, enhances the bond between each component of concrete, and the polymer cement slurry has a stronger grip on the fiber and reduces the phenomenon of the fiber being pulled out during the fracture process. The toughening effect of fiber on PMCC is better than that of ordinary concrete. The composition, mixing and spraying process of interfacial bonding layer materials are optimized. The problem of easy agglomeration in the mixing process of polymer cement slurry is solved, the interfacial bond strength is improved, and the excellent road performance of PMCC is guaranteed.
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U444;U445.4

【參考文獻】

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本文編號：2114038