本文關鍵詞：磷酸鎂水泥機場快速修補材料的物理力學性能和耐久性，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磷酸鎂水泥(Magnesium Phosphate Cement,MPC)是一種氣硬性膠凝材料,具備快硬、早強、黏結力強、耐久性好等優(yōu)點,但是傳統(tǒng)的MPC制備成本很高,限制了其工程應用。本文利用鹽湖提鋰副產(chǎn)含硼氧化鎂作為重燒氧化鎂的替代原料用來制備MPC。首先對課題組制備MPC的3個最優(yōu)配比進行基本物理力學性能測試,并系統(tǒng)研究了最優(yōu)配比下的MPC的凝結時間、流動度、不同齡期的抗壓強度、抗折強度和粘結強度。此外,在最優(yōu)配比條件下通過修補不同類型的混凝土缺陷,并進行相關的力學性能測試,以評價MPC材料的修補性能。最后研究了混凝土缺陷用MPC修補后的耐久性。這種MPC材料實現(xiàn)了鹽湖資源循環(huán)利用,也為這種含硼氧化鎂投入工程使用提供了理論依據(jù)。本文取得的主要研究成果如下:(1)最優(yōu)配比下MPC材料的基本力學性能。以凝結時間、流動度、不同齡期的抗壓強度、抗折強度和粘結強度為考察指標,在不摻加硼的情況下,系統(tǒng)地研究了水膠比、礦物摻合料、氧化鎂與磷酸鹽的物質(zhì)的量比(M/P)對MPC水泥性能的影響規(guī)律。結果表明:制備低成本高性能的MPC凈漿的最優(yōu)配比為:M/P比為6:1,水膠比為0.16,其3h和1d抗壓強度很高,達到36.1MPa和49.6MPa。當內(nèi)摻40%粉煤灰(Fly ash,FA)或20%磨細礦渣(Slag,SG)時,其3h抗壓強度分別達到了27.3MPa和32.5MPa,比基準MPC凈漿降低了24.4%和10%,但是,仍然具有早強特性,其1d抗壓強度分別仍然高達35.5MPa和43.6MPa。制備低成本高性能的MPC砂漿的最優(yōu)配比為:M/P比為6:1,膠砂比為1:1,水膠比為0.18,基準MPC砂漿3h抗壓強度達到30.5MPa,內(nèi)摻40%粉煤灰或20%礦渣,同樣具有良好的快凝、早強和高強特性。(2)混凝土缺陷的MPC材料快速修補技術與修補性能。系統(tǒng)研究了基準MPC、摻加40%FA的MPC(簡稱FAMPC)和摻加20%SG的MPC(簡稱SGMPC)修補材料對機場道面混凝土裂縫和表面剝落等不同類型缺陷的修補方法,并通過抗折粘結強度、劈裂抗拉粘結強度、表面拉拔強度和斷裂韌性來評價其修補性能。MPC凈漿對混凝土道面裂縫直接修補后,3h劈裂抗拉粘結強度達到1.56MPa,為原基體強度的61.6%,28d能達到原基體的87.3%;采用FAMPC凈漿修補裂縫的3h和28d劈裂抗拉粘結強度比基準MPC凈漿修補略有降低,降低幅度分別為21.7%和5.4%;采用SGMPC凈漿修補裂縫后的3h和28d劈裂抗拉粘結強度比基準MPC凈漿修補反而分別提高了3.2%和3.1%�；鶞蔒PC凈漿修補裂縫3h后的斷裂韌度達到0.3941 2MPam??,為原基體斷裂韌度的56.2%,7d和28d均達到原基體的89.6%。采用FAMPC和SGMPC凈漿修補裂縫的3h、7d和28d斷裂韌度比基準MPC凈漿修補略有降低,而且后者的降低幅度更小。通過MPC砂漿修補混凝土表面剝落面后,其3h表面拉拔強度達到0.34MPa,28d達到0.66MPa;采用FAMPC和SGMPC砂漿修補時其3h和28d表面拉拔有所下降,不過,后者的降低幅度較小,約為0.3MPa和0.65MPa。可以發(fā)現(xiàn),基準MPC和SGMPC因其早強特性,更加適合于裂縫和表面剝落的快速修補。MPC修補材料對水泥混凝土的修補效果與MPC修補材料自身的性能有關,與MPC的原材料、配比等無關。(3)混凝土缺陷用MPC修補后的耐久性。研究了混凝土表面缺陷修補后的耐水性能、混凝土基體表層砂漿修補的抗海水腐蝕性能,試驗中選用了氯化鈉溶液作為腐蝕性介質(zhì)。結果表明:表面剝落混凝土經(jīng)基準MPC砂漿修補后其耐水性能性能優(yōu)良,養(yǎng)護3h后其3h的表面吸水速率只有8 1 23.13 10 g s mm?????。經(jīng)過基準MPC砂漿對混凝土表層進行修補的混凝土試件,在模擬海水侵蝕28d后,其抗腐蝕系數(shù)為0.843,FAMPC砂漿與SGMPC砂漿修補后的抗腐蝕系數(shù)分別為0.764和0.849;在模擬海水侵蝕60d后,其自由氯離子擴散系數(shù)為6 2 19.03 10 mms????,FAMPC砂漿與SGMPC砂漿修補后的基體抗氯離子滲透系數(shù)分別為6 2 19.997 10 mms????和6 2 18.771 10 mms????,且均隨著暴露時間的增加而減小,表明MPC材料可以用于沿海地區(qū)機場道面的快速修補要求。(4)探討了MPC材料的施工工藝及其在機場道面快速修補工程中應用的修補方法。
【關鍵詞】：快速修補材料 磷酸鎂水泥 含硼氧化鎂 礦物摻合料 基本力學性能 修補性能
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U414;V351.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 注釋表16-17
• 第一章 緒論17-31
• 1.1 研究背景及意義17
• 1.2 鹽湖提鋰副產(chǎn)氧化鎂的綜合利用問題17-19
• 1.3 磷酸鎂水泥的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-25
• 1.3.1 磷酸鎂水泥的制備19-22
• 1.3.2 磷酸鎂水泥的水化機理及水化產(chǎn)物22-23
• 1.3.3 工程應用技術研究23-25
• 1.4 土木工程結構修補材料及其效果評價方法25-29
• 1.4.1 土木工程結構的常用修補材料25-26
• 1.4.2 常用的工程修補方法26-28
• 1.4.3 結構修補效果的評價方法28-29
• 1.5 用鹽湖提鋰副產(chǎn)氧化鎂制備磷酸鎂水泥可能存在的技術問題29-30
• 1.6 本文的目的與研究內(nèi)容30-31
• 第二章 試驗原材料與方法31-38
• 2.1 試驗原材料31-32
• 2.2 試驗方法32-38
• 2.2.1 MPC制備方法32-33
• 2.2.2 基本性能試驗方法33-35
• 2.2.3 耐久性試驗方法35-38
• 第三章 MPC修補材料的基本物理力學性能38-52
• 3.1 MPC凈漿修補材料的物理力學性能38-48
• 3.1.1 MPC凈漿的凝結時間38-40
• 3.1.2 MPC凈漿的流動度40-42
• 3.1.3 MPC凈漿的強度42-48
• 3.2 MPC砂漿修補材料的物理力學性能48-51
• 3.2.1 MPC砂漿的流動度48-49
• 3.2.2 MPC砂漿的強度49-51
• 3.3 本章小結51-52
• 第四章 機場道面混凝土缺陷的MPC材料快速修補技術與性能52-81
• 4.1 裂縫的修補方法52-53
• 4.1.1 切割面的修補52
• 4.1.2 裂縫的修補52-53
• 4.1.3 表面剝落的修補53
• 4.2 混凝土切割面的修補性能53-60
• 4.2.1 MPC凈漿修補的效果53-57
• 4.2.2 MPC砂漿修補的效果57-60
• 4.3 混凝土裂縫的修補性能60-64
• 4.3.1 混凝土基體直接用MPC凈漿修補后的強度60-61
• 4.3.2 混凝土基體開槽后用MPC凈漿修補后的強度61-64
• 4.4 混凝土表面剝落修補技術64-73
• 4.4.1 混凝土基體表面剝落面的粗糙度評價64-66
• 4.4.2 混凝土基體上表面用MPC砂漿修補后的強度66-67
• 4.4.3 混凝土基體側面用MPC砂漿修補后的強度67-68
• 4.4.4 混凝土基體底面用MPC砂漿修補后的強度68-69
• 4.4.5 MPC砂漿修補混凝土不同表面的強度差異69-70
• 4.4.6 MPC砂漿修補混凝土表面剝落的修補強度與修補材料強度之間的關系70-73
• 4.5 斷裂韌度試驗測試73-80
• 4.5.1 MPC凈漿修補混凝土時的界面斷裂韌度74-75
• 4.5.2 MPC砂漿修補混凝土時的界面斷裂韌度75-76
• 4.5.3 MPC修補混凝土的界面斷裂韌度與修補材料強度之間的關系76-80
• 4.6 本章小結80-81
• 第五章 機場道面混凝土缺陷用MPC材料修補后的耐久性81-90
• 5.1 試驗方案81
• 5.1.1 水滲透性能81
• 5.1.2 表層砂漿修補的抗海水腐蝕性能81
• 5.1.3 抗氯離子滲透性能81
• 5.2 水滲透性能研究結果分析81-84
• 5.2.1 混凝土基體上表面的吸水速率82-83
• 5.2.2 混凝土基體側面的吸水速率83-84
• 5.2.3 混凝土基體底面的吸水速率84
• 5.3 表層砂漿修補的抗海水腐蝕性能結果分析84-86
• 5.4 抗氯離子滲透性能研究結果分析86-89
• 5.4.1 氯離子擴散基本規(guī)律研究86-88
• 5.4.2 自由氯離子擴散系數(shù)規(guī)律研究88-89
• 5.5 本章小結89-90
• 第六章 MPC工程應用探討90-94
• 6.1 MPC材料施工工藝90-93
• 6.2 MPC材料的機場道面應用93-94
• 第七章 結論、創(chuàng)新與建議94-96
• 7.1 結論94-95
• 7.2 創(chuàng)新95
• 7.3 建議95-96
• 參考文獻96-99
• 致謝99-100
• 在學期間發(fā)表的學術論文100

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1 林瑋;孫偉;李宗津;;磷酸鎂水泥中的粉煤灰效應研究[J];建筑材料學報;2010年06期

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3 黃煜鑌;王潤澤;余帆;周靜靜;;磷酸鎂水泥的聚合物改性研究[J];湖南大學學報(自然科學版);2014年07期

4 李悅;施同飛;;磷酸鎂水泥的耐久性研究現(xiàn)狀[J];工業(yè)建筑;2014年S1期

5 姜洪義,張聯(lián)盟;磷酸鎂水泥的研究[J];武漢理工大學學報;2001年04期

6 陳兵;吳震;吳雪萍;;磷酸鎂水泥改性試驗研究[J];武漢理工大學學報;2011年04期

7 賴振宇;錢覺時;盧忠遠;李倩;鄒秋林;;原料及配比對磷酸鎂水泥性能影響的研究[J];武漢理工大學學報;2011年10期

8 李俊成;劉凱;張超;李曉慶;;新型化學結合磷酸鎂水泥的制備和性能研究[J];新世紀水泥導報;2013年06期

9 馮春花;陳苗苗;李東旭;;磷酸鎂水泥的水化體系[J];材料科學與工程學報;2013年06期

10 毛敏;王智;王慶珍;胡倩文;尤超;;磷酸鎂水泥耐水性的影響因素與改進措施[J];粉煤灰綜合利用;2011年06期

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1 劉凱;李東旭;;化學結合磷酸鎂水泥的制備研究[A];中國硅酸鹽學會水泥分會第三屆學術年會暨第十二屆全國水泥和混凝土化學及應用技術會議論文摘要集[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及應用技術會議論文摘要集[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學會第12屆學術年會論文集[C];2009年

4 伊海赫;李東旭;;磷酸鎂水泥研究進展[A];第五屆全國商品砂漿學術交流會論文集（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];中國硅酸鹽學會水泥分會首屆學術年會論文集[C];2009年

6 劉凱;李東旭;;新型化學結合磷酸鎂水泥的制備和性能[A];商品砂漿的科學與技術[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];中國硅酸鹽學會水泥分會第三屆學術年會暨第十二屆全國水泥和混凝土化學及應用技術會議論文摘要集[C];2011年

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5 唐浩;磷酸鎂水泥體系中鋼筋銹蝕行為研究[D];重慶大學;2015年

6 肖衛(wèi);磷酸鎂水泥機場快速修補材料的物理力學性能和耐久性[D];南京航空航天大學;2015年

7 紀方;磷酸鎂混凝土的配制及高溫性能實驗研究[D];山東建筑大學;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;2014年

9 崔棚;磷酸鎂水泥及其纖維復合材料補強性能研究[D];深圳大學;2015年

10 毛敏;磷酸鎂水泥耐水性機理與改性研究[D];重慶大學;2012年

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