【摘要】：在海洋環(huán)境中,傳統(tǒng)硅酸鹽水泥易受海水侵蝕,海水中的有害離子(SO_4~(2-)、Cl-、Mg2+)容易與其水化產(chǎn)物(Ca(OH)_2、硫鋁酸鹽)發(fā)生反應(yīng),引起體積膨脹而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疏松,從而嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的長期耐久性能。而深圳航天科技創(chuàng)新研究院研發(fā)的無機聚合物膠凝材料的反應(yīng)產(chǎn)物不易受海水侵蝕,微觀結(jié)構(gòu)致密,因此無機聚合物混凝土具有應(yīng)用于海堤工程建設(shè)的潛在應(yīng)用前景。為促進無機聚合物膠凝材料的發(fā)展與應(yīng)用,本文開展了無機聚合物混凝土的制備及工程應(yīng)用的研究,首先研究了無機聚合物膠凝材料及混凝土的工作性能和力學性能,然后提出了基于工作性能的無機聚合物混凝土制備方法,最后將無機聚合物混凝土在惠來縣西港海堤工程建設(shè)中進行試應(yīng)用。主要研究成果如下:研究了無機聚合物漿體的流變性能及力學性能。賓漢姆流變模型和冪律流變模型可以較好描述無機聚合物漿體的流變特性。在相同水膠比的條件下,無機聚合物漿體的剪切屈服應(yīng)力和塑性黏度系數(shù)低于硅酸鹽水泥漿體,漿體流動度大于硅酸鹽水泥。砂漿的的剪切屈服應(yīng)力和塑性黏度系數(shù)隨水膠比的增大而降低,隨砂灰比的增大而增大。無機聚合物漿體流動度與水膠比具有較好的相關(guān)性,其凈漿擬合曲線為Y=452.5×X-72.125(Y為凈漿流動度,X為水膠比),砂漿擬合曲線為Y=583×X-78(Y為砂漿流動度,X為水膠比)。無機聚合物膠砂強度隨水膠比的增大而降低,當水膠比小于0.45時抗壓強度緩慢降低,當水膠比大于0.45時抗壓強度降低幅度增大。膠砂強度隨砂灰比的增大呈現(xiàn)出先增大后降低的規(guī)律,當砂灰比為3時抗折強度較好。研究了單方用水量、水膠比和砂率對無機聚合物混凝土工作性能和力學性能的影響,提出基于工作性能的無機聚合物混凝土制備方法,并對其進行了試配驗證。在工作性能方面:單方用水量是影響無機聚合物混凝土工作性能的首要因素,當單方用水量超過一定閥值(180 kg/m3)時,混凝土的工作性能會大幅度增大;水膠比對混凝土工作性能有一定影響,水膠比在0.45～0.55之間的無機聚合物混凝土工作性能較好;砂率在35%左右時混凝土工作性能較好。在力學性能方面:水膠比是影響無機聚合物混凝土的力學性的首要因素,單方用水量和砂率對混凝土力學性能的影響效果不顯著;無機聚合物混凝土抗壓強度的發(fā)展主要集中在前7 d,混凝土 7 d強度占28 d強度的73.4%～88.6%。無機聚合物混凝土 7 d抗壓強度與膠水比具有較好的線性關(guān)系,關(guān)系式為f'cu,0= 15.648B/W +6.526。建立了基于工作性能的無機聚合物混凝土制備方法,首先確定混凝土配制強度,并根據(jù)7 d與28 d混凝土抗壓強度比(0.70～0.88)計算得到7 d混凝土抗壓強度,再通過7 d混凝土抗壓強度與膠水比的關(guān)系確定水膠比,根據(jù)水膠比和施工要求的工作性能確定單方用水量,再由骨料最大粒徑和水膠比確定砂率,最后通過質(zhì)量法確實砂、石用量。將無機聚合物混凝土應(yīng)用于廣東省惠來縣的海堤工程建設(shè)中,對工程質(zhì)量進行檢測和監(jiān)測,對工程效果進行評價。所制備的無機聚合物混凝土工作性能和力學性能滿足施工要求,其工作性能與普通混凝土相當,力學性能優(yōu)于普通混凝土。無機聚合物混凝土受到的應(yīng)變是由于混凝土收縮的緣故;混凝土面板各位置的應(yīng)變大小分布與普通混凝土一致。沿坡長方向,混凝土面板上部位置的應(yīng)變大于下部位置,沿堤軸方向,混凝土面板中部位置的應(yīng)變大于上下位置。無機聚合物混凝土應(yīng)變符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定(330με),其最大應(yīng)變值(276μμε)比普通混凝土最大值(253με)高23με 施工后的無機聚合物混凝土海堤面板結(jié)構(gòu)致密,未發(fā)現(xiàn)骨料外露和蜂窩孔洞現(xiàn)象,施工效果良好。
【學位授予單位】：廣州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U656.314
【圖文】：

無機聚合物混凝土的制備及在海堤工程建設(shè)中的應(yīng)用規(guī)律掌握無機聚合物漿體工作性能特點。此外，通過變化水膠比合物砂漿的力學性能特點。聚合物混凝土的制備同水膠比、單方用水量和砂率分別對無機聚合物混凝土工作性能立膠水比與混凝土強度、單方用水量與工作性能的關(guān)系，修正單建議表，提出無機聚合物混凝土的簡易實用制備方法，并對該方法機聚合物混凝土在海堤工程中的應(yīng)用機聚合物混凝土應(yīng)用于廣東省惠來縣海堤工程建設(shè)中，通過對混性能進行檢測，對混凝土的應(yīng)變進行監(jiān)測，并對工程效果進行了的技術(shù)路線如圖 1-1 所示。

(a)頻度分布 (b)累積分布圖 2-1 無機聚合物粒度分布圖(a) SEM (b) XRD圖 2-2 無機聚合物 SEM 圖和 XRD 圖譜2.1.2 骨料粗骨料采用的5-25 mm連續(xù)級配的碎石如圖2-3(a)所示，細骨料采用河砂(Ⅱ區(qū)中砂)

15(a) SEM (b) XRD圖 2-2 無機聚合物 SEM 圖和 XRD 圖譜2.1.2 骨料粗骨料采用的5-25 mm連續(xù)級配的碎石如圖2-3(a)所示，細骨料采用河砂(Ⅱ區(qū)中砂)如圖 2-3(b)所示。骨料的基本物理性能如表 2-3 所示。表 2-3 骨料的基本物理性能種類含水率(%)石粉(%)含泥量(%)表觀密度(kg/m3)堆積密度(kg/m)3堆積空隙率(kg/m)3緊密密度(kg/m3)緊密空隙率(kg/m3)細度模數(shù)(μf)顆粒級配吸水率(%)砂 1.9 — 1.6 2741 1515 44.7 1646 39.9 2.58 — —碎石0.11 2.3 — 2757 1496 14.9 1577 10.2 — 5-25 0.2

【參考文獻】

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本文編號：2795494