本文關(guān)鍵詞：改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂的合成及處理混凝土裂縫滲漏研究

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【摘要】：混凝土組成材料的復(fù)雜性及其結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的多樣性使得混凝土開裂難以避免。當(dāng)混凝土裂縫寬度超過規(guī)范規(guī)定時(shí),將會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量和使用壽命。本研究結(jié)合吸水性樹脂遇水膨脹特性,采用在混凝土裂縫中浸漬吸水性樹脂單體溶液,經(jīng)室溫引發(fā)合成吸水性樹脂對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行原位修復(fù)。研究成果對(duì)完善和發(fā)展混凝土裂縫修復(fù)技術(shù)具有重要的科學(xué)意義和使用價(jià)值。傳統(tǒng)聚丙烯酰胺吸水性樹脂雖然吸水倍率高、吸水速率快,但吸水后凝膠脆性大,易碎裂,難以滿足混凝土裂縫處理的特殊要求。為此,試驗(yàn)結(jié)合Flory吸水溶脹理論,通過調(diào)整聚丙烯酰胺吸水性樹脂的交聯(lián)密度或引入可聚合表面活性劑,優(yōu)化凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以期改善原位合成聚丙烯酰胺吸水性樹脂處理混凝土裂縫的適用性。首先,試驗(yàn)以丙烯酰胺(AM)為單體,N,N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑,四甲基乙二胺(TDMA)-過硫酸銨(APS)為氧化還原引發(fā)劑,2-丙烯酰胺基-2甲基丙烷磺酸鈉(AMPS-Na)、3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙烷磺酸鈉鹽(HAPS)和聚乙烯醇(PVA)三種可聚合表面活性劑為改性劑,通過溶液聚合法,合成了不同改性聚丙酰胺吸水性樹脂(SAR),研究了交聯(lián)劑用量、改性劑單體種類及用量對(duì)SAR聚合反應(yīng)速率、吸水速率、吸水(鹽)倍率及抗碎化性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)隨交聯(lián)劑MBA用量的增加,SAR交聯(lián)密度增大,吸水速率增大,吸水(鹽)倍率和抗碎化性能降低,而聚合反應(yīng)速率無明顯變化;(2)隨改性劑AMPS摻量的增加,AMPS改性SAR聚合反應(yīng)速率降低、吸(鹽)水倍率增大,而吸水速率、抗碎化性能均呈下降趨勢(shì);(3)隨改性劑HAPS摻量的增加,HAPS改性SAR聚合反應(yīng)速率、吸水(鹽)倍率有所降低,抗碎化性能提高,而吸水速率無明顯變化;(4)隨改性劑PVA摻量的增加,PVA改性SAR吸水(鹽)倍率、抗碎化性能均提高,而聚合反應(yīng)速率無明顯變化。綜合改性SAR的吸水性能與抗碎化性能,得出了較佳改性SAR預(yù)聚單體溶液的質(zhì)量份數(shù)組成為:AM(20份)、APS(0.08份)、TMDEA(0.08份)、MAB(0.02份)、去離子水(80份)、改性劑HAPS(3份)或PVA(4份)。其次,試驗(yàn)以優(yōu)化的改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂原位處理不同寬度貫穿裂縫(0.2mm、0.4mm、0.6mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.8mm、2.4mm)的砂漿試樣,研究了其抗?jié)B性能。研究結(jié)果表明:(1)HAPS改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂處理后的砂漿裂縫抗?jié)B能力最好,PVA改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂處理后的砂漿裂縫抗?jié)B能力次之,而AMPS改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂處理后的砂漿裂縫抗?jié)B能力最差;(2)同一改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂處理的不同寬度貫穿裂縫抗?jié)B性能有所差異,裂縫寬度為0.4mm~1.2mm時(shí),抗?jié)B能力最高。(3)隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加,改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂處理的不同寬度貫穿裂縫抗?jié)B性能稍有降低。
【關(guān)鍵詞】：混凝土裂縫 改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂 可聚合表面活性劑 抗?jié)B性
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU528;TQ324.8
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1.緒論9-25
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 混凝土裂縫的修補(bǔ)方法11-13
• 1.2.1 表面修補(bǔ)法11-12
• 1.2.2 灌漿嵌縫封堵法12
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)加固法12
• 1.2.4 混凝土置換法12
• 1.2.5 電化學(xué)防護(hù)法12-13
• 1.2.6 仿生自愈法13
• 1.3 混凝土裂縫常用修補(bǔ)材料13-15
• 1.3.1 混凝土裂縫修補(bǔ)材料的種類13-14
• 1.3.2 混凝土裂縫修補(bǔ)材料的性能要求14-15
• 1.4 高吸水性樹脂的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀15-21
• 1.4.1 高吸水性樹脂的發(fā)展與研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.2 高吸水性樹脂的結(jié)構(gòu)16-17
• 1.4.3 高吸水性樹脂的分類17-18
• 1.4.4 高吸水性樹脂的合成方法18-20
• 1.4.5 高吸水性樹脂的應(yīng)用20-21
• 1.5 聚丙烯酰胺吸水性樹脂的改性研究21-23
• 1.6 本課題研究的技術(shù)思路與內(nèi)容23-25
• 2.試驗(yàn)原料、儀器設(shè)備及測(cè)試方法25-29
• 2.1 試驗(yàn)原料及主要儀器設(shè)備25
• 2.2 改性聚丙烯酰胺吸水性樹脂的制備25-26
• 2.3 試驗(yàn)測(cè)試方法26-29
• 2.3.1 SAR反應(yīng)速率的測(cè)定26
• 2.3.2 SAR吸水/鹽水膨脹性能的測(cè)定26-27
• 2.3.3 SAR抗拉伸能的測(cè)定27-28
• 2.3.4 SAR壓縮性能的測(cè)試28
• 2.3.5 傅里葉紅外光譜分析28
• 2.3.6 SAR處理砂漿不同寬度裂縫的抗?jié)B性28
• 2.3.7 SAR處理砂漿裂縫經(jīng)受干濕循環(huán)后的抗?jié)B性能28-29
• 3.改性SAR的合成及其吸水膨脹性能29-43
• 3.1 交聯(lián)劑及改性劑對(duì)SAR合成反應(yīng)速率的影響29-34
• 3.1.1 交聯(lián)劑用量對(duì)SAR反應(yīng)速率的影響29-30
• 3.1.2 AMPS用量對(duì)SAR反應(yīng)速率的影響30-32
• 3.1.3 HAPS用量對(duì)SAR反應(yīng)速率的影響32-33
• 3.1.4 PVA用量對(duì)SAR反應(yīng)速率的影響33-34
• 3.2 交聯(lián)劑及改性劑對(duì)SAR吸水性能的影響34-40
• 3.2.1 交聯(lián)劑用量對(duì)SAR吸水性能的影響34-36
• 3.2.2 AMPS用量對(duì)SAR吸水性能的影響36-37
• 3.2.3 HAPS用量對(duì)SAR吸水性能的影響37-39
• 3.2.4 PVA用量對(duì)SAR吸水性能的影響39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-43
• 4.改性劑對(duì)SAR抗碎化性能的影響43-53
• 4.1 交聯(lián)劑用量對(duì)SAR抗碎化性能的影響43-45
• 4.2 AMPS用量對(duì)SAR抗碎化性能的影響45-46
• 4.3 HAPS用量對(duì)SAR抗碎化性能的影響46-48
• 4.4 PVA用量對(duì)SAR抗碎化性能的影響48-49
• 4.5 三種不同改性劑對(duì)聚丙烯酰胺高吸水性樹脂改性效果對(duì)比49-51
• 4.6 本章小結(jié)51-53
• 5.改性SAR處理砂漿裂縫抗?jié)B性試驗(yàn)53-59
• 5.1 不同寬度下的初始抗?jié)B效果53-54
• 5.2 改性SAR處理不同寬度砂漿裂縫經(jīng)受干濕循環(huán)后的抗?jié)B性54-58
• 5.2.1 干濕循環(huán)5次的抗?jié)B性能54-55
• 5.2.2 干濕循環(huán)10次的抗?jié)B性55-56
• 5.2.3 干濕循環(huán)15次的抗?jié)B性56-57
• 5.2.4 干濕循環(huán)20次的抗?jié)B性57-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 6.主要結(jié)論及有待解決的問題59-61
• 6.1 主要結(jié)論59-60
• 6.2 有待進(jìn)一步解決的問題60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 研究生期間發(fā)表論文情況67-69
• 致謝69

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本文編號(hào)：743655