本文關(guān)鍵詞：磷酸鎂水泥機(jī)場(chǎng)快速修補(bǔ)材料的物理力學(xué)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(qiáng)、黏結(jié)力強(qiáng)、耐久性好等優(yōu)點(diǎn),但是傳統(tǒng)的MPC制備成本很高,限制了其工程應(yīng)用。本文利用鹽湖提鋰副產(chǎn)含硼氧化鎂作為重?zé)趸V的替代原料用來(lái)制備MPC。首先對(duì)課題組制備MPC的3個(gè)最優(yōu)配比進(jìn)行基本物理力學(xué)性能測(cè)試,并系統(tǒng)研究了最優(yōu)配比下的MPC的凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)度、不同齡期的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度。此外,在最優(yōu)配比條件下通過(guò)修補(bǔ)不同類型的混凝土缺陷,并進(jìn)行相關(guān)的力學(xué)性能測(cè)試,以評(píng)價(jià)MPC材料的修補(bǔ)性能。最后研究了混凝土缺陷用MPC修補(bǔ)后的耐久性。這種MPC材料實(shí)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(xué)性能。以凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)度、不同齡期的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度為考察指標(biāo),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(duì)MPC水泥性能的影響規(guī)律。結(jié)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(qiáng)度很高,達(dá)到36.1MPa和49.6MPa。當(dāng)內(nèi)摻40%粉煤灰(Fly ash,FA)或20%磨細(xì)礦渣(Slag,SG)時(shí),其3h抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到了27.3MPa和32.5MPa,比基準(zhǔn)MPC凈漿降低了24.4%和10%,但是,仍然具有早強(qiáng)特性,其1d抗壓強(qiáng)度分別仍然高達(dá)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(zhǔn)MPC砂漿3h抗壓強(qiáng)度達(dá)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(qiáng)和高強(qiáng)特性。(2)混凝土缺陷的MPC材料快速修補(bǔ)技術(shù)與修補(bǔ)性能。系統(tǒng)研究了基準(zhǔn)MPC、摻加40%FA的MPC(簡(jiǎn)稱FAMPC)和摻加20%SG的MPC(簡(jiǎn)稱SGMPC)修補(bǔ)材料對(duì)機(jī)場(chǎng)道面混凝土裂縫和表面剝落等不同類型缺陷的修補(bǔ)方法,并通過(guò)抗折粘結(jié)強(qiáng)度、劈裂抗拉粘結(jié)強(qiáng)度、表面拉拔強(qiáng)度和斷裂韌性來(lái)評(píng)價(jià)其修補(bǔ)性能。MPC凈漿對(duì)混凝土道面裂縫直接修補(bǔ)后,3h劈裂抗拉粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到1.56MPa,為原基體強(qiáng)度的61.6%,28d能達(dá)到原基體的87.3%;采用FAMPC凈漿修補(bǔ)裂縫的3h和28d劈裂抗拉粘結(jié)強(qiáng)度比基準(zhǔn)MPC凈漿修補(bǔ)略有降低,降低幅度分別為21.7%和5.4%;采用SGMPC凈漿修補(bǔ)裂縫后的3h和28d劈裂抗拉粘結(jié)強(qiáng)度比基準(zhǔn)MPC凈漿修補(bǔ)反而分別提高了3.2%和3.1%。基準(zhǔn)MPC凈漿修補(bǔ)裂縫3h后的斷裂韌度達(dá)到0.3941 2MPam??,為原基體斷裂韌度的56.2%,7d和28d均達(dá)到原基體的89.6%。采用FAMPC和SGMPC凈漿修補(bǔ)裂縫的3h、7d和28d斷裂韌度比基準(zhǔn)MPC凈漿修補(bǔ)略有降低,而且后者的降低幅度更小。通過(guò)MPC砂漿修補(bǔ)混凝土表面剝落面后,其3h表面拉拔強(qiáng)度達(dá)到0.34MPa,28d達(dá)到0.66MPa;采用FAMPC和SGMPC砂漿修補(bǔ)時(shí)其3h和28d表面拉拔有所下降,不過(guò),后者的降低幅度較小,約為0.3MPa和0.65MPa。可以發(fā)現(xiàn),基準(zhǔn)MPC和SGMPC因其早強(qiáng)特性,更加適合于裂縫和表面剝落的快速修補(bǔ)。MPC修補(bǔ)材料對(duì)水泥混凝土的修補(bǔ)效果與MPC修補(bǔ)材料自身的性能有關(guān),與MPC的原材料、配比等無(wú)關(guān)。(3)混凝土缺陷用MPC修補(bǔ)后的耐久性。研究了混凝土表面缺陷修補(bǔ)后的耐水性能、混凝土基體表層砂漿修補(bǔ)的抗海水腐蝕性能,試驗(yàn)中選用了氯化鈉溶液作為腐蝕性介質(zhì)。結(jié)果表明:表面剝落混凝土經(jīng)基準(zhǔn)MPC砂漿修補(bǔ)后其耐水性能性能優(yōu)良,養(yǎng)護(hù)3h后其3h的表面吸水速率只有8 1 23.13 10 g s mm?????。經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)MPC砂漿對(duì)混凝土表層進(jìn)行修補(bǔ)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(bǔ)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(kuò)散系數(shù)為6 2 19.03 10 mms????,FAMPC砂漿與SGMPC砂漿修補(bǔ)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(shí)間的增加而減小,表明MPC材料可以用于沿海地區(qū)機(jī)場(chǎng)道面的快速修補(bǔ)要求。(4)探討了MPC材料的施工工藝及其在機(jī)場(chǎng)道面快速修補(bǔ)工程中應(yīng)用的修補(bǔ)方法。
【關(guān)鍵詞】：快速修補(bǔ)材料 磷酸鎂水泥 含硼氧化鎂 礦物摻合料 基本力學(xué)性能 修補(bǔ)性能
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(wèn)題17-19
• 1.3 磷酸鎂水泥的國(guó)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(jī)理及水化產(chǎn)物22-23
• 1.3.3 工程應(yīng)用技術(shù)研究23-25
• 1.4 土木工程結(jié)構(gòu)修補(bǔ)材料及其效果評(píng)價(jià)方法25-29
• 1.4.1 土木工程結(jié)構(gòu)的常用修補(bǔ)材料25-26
• 1.4.2 常用的工程修補(bǔ)方法26-28
• 1.4.3 結(jié)構(gòu)修補(bǔ)效果的評(píng)價(jià)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(shù)問(wèn)題29-30
• 1.6 本文的目的與研究?jī)?nèi)容30-31
• 第二章 試驗(yàn)原材料與方法31-38
• 2.1 試驗(yàn)原材料31-32
• 2.2 試驗(yàn)方法32-38
• 2.2.1 MPC制備方法32-33
• 2.2.2 基本性能試驗(yàn)方法33-35
• 2.2.3 耐久性試驗(yàn)方法35-38
• 第三章 MPC修補(bǔ)材料的基本物理力學(xué)性能38-52
• 3.1 MPC凈漿修補(bǔ)材料的物理力學(xué)性能38-48
• 3.1.1 MPC凈漿的凝結(jié)時(shí)間38-40
• 3.1.2 MPC凈漿的流動(dòng)度40-42
• 3.1.3 MPC凈漿的強(qiáng)度42-48
• 3.2 MPC砂漿修補(bǔ)材料的物理力學(xué)性能48-51
• 3.2.1 MPC砂漿的流動(dòng)度48-49
• 3.2.2 MPC砂漿的強(qiáng)度49-51
• 3.3 本章小結(jié)51-52
• 第四章 機(jī)場(chǎng)道面混凝土缺陷的MPC材料快速修補(bǔ)技術(shù)與性能52-81
• 4.1 裂縫的修補(bǔ)方法52-53
• 4.1.1 切割面的修補(bǔ)52
• 4.1.2 裂縫的修補(bǔ)52-53
• 4.1.3 表面剝落的修補(bǔ)53
• 4.2 混凝土切割面的修補(bǔ)性能53-60
• 4.2.1 MPC凈漿修補(bǔ)的效果53-57
• 4.2.2 MPC砂漿修補(bǔ)的效果57-60
• 4.3 混凝土裂縫的修補(bǔ)性能60-64
• 4.3.1 混凝土基體直接用MPC凈漿修補(bǔ)后的強(qiáng)度60-61
• 4.3.2 混凝土基體開槽后用MPC凈漿修補(bǔ)后的強(qiáng)度61-64
• 4.4 混凝土表面剝落修補(bǔ)技術(shù)64-73
• 4.4.1 混凝土基體表面剝落面的粗糙度評(píng)價(jià)64-66
• 4.4.2 混凝土基體上表面用MPC砂漿修補(bǔ)后的強(qiáng)度66-67
• 4.4.3 混凝土基體側(cè)面用MPC砂漿修補(bǔ)后的強(qiáng)度67-68
• 4.4.4 混凝土基體底面用MPC砂漿修補(bǔ)后的強(qiáng)度68-69
• 4.4.5 MPC砂漿修補(bǔ)混凝土不同表面的強(qiáng)度差異69-70
• 4.4.6 MPC砂漿修補(bǔ)混凝土表面剝落的修補(bǔ)強(qiáng)度與修補(bǔ)材料強(qiáng)度之間的關(guān)系70-73
• 4.5 斷裂韌度試驗(yàn)測(cè)試73-80
• 4.5.1 MPC凈漿修補(bǔ)混凝土?xí)r的界面斷裂韌度74-75
• 4.5.2 MPC砂漿修補(bǔ)混凝土?xí)r的界面斷裂韌度75-76
• 4.5.3 MPC修補(bǔ)混凝土的界面斷裂韌度與修補(bǔ)材料強(qiáng)度之間的關(guān)系76-80
• 4.6 本章小結(jié)80-81
• 第五章 機(jī)場(chǎng)道面混凝土缺陷用MPC材料修補(bǔ)后的耐久性81-90
• 5.1 試驗(yàn)方案81
• 5.1.1 水滲透性能81
• 5.1.2 表層砂漿修補(bǔ)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(jié)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(cè)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(bǔ)的抗海水腐蝕性能結(jié)果分析84-86
• 5.4 抗氯離子滲透性能研究結(jié)果分析86-89
• 5.4.1 氯離子擴(kuò)散基本規(guī)律研究86-88
• 5.4.2 自由氯離子擴(kuò)散系數(shù)規(guī)律研究88-89
• 5.5 本章小結(jié)89-90
• 第六章 MPC工程應(yīng)用探討90-94
• 6.1 MPC材料施工工藝90-93
• 6.2 MPC材料的機(jī)場(chǎng)道面應(yīng)用93-94
• 第七章 結(jié)論、創(chuàng)新與建議94-96
• 7.1 結(jié)論94-95
• 7.2 創(chuàng)新95
• 7.3 建議95-96
• 參考文獻(xiàn)96-99
• 致謝99-100
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文100

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