复合助剂改性砂浆的力学性能研究

【摘要】在我国内地的寒冷盐碱地区,由于受到盐蚀、冰冻和磨耗的协同作用,混凝土路面的剥蚀问题格外突山。如不及时修复,将会导致混凝土路面出现结构性损坏,影响使用寿命。因此,针对寒冷盐碱地区混凝土路面的剥蚀特征,开发一种适应该环境条件的混凝土路面修复新材料,不仅是寒冷盐碱地区既有混凝土路面维修的迫切科技需要,而且也对新建混凝土路面工程具有重要的指导意义。本文利用正交试验和单因素试验的方法,对混凝土路面面层和底层采用不同的试验方案,并有针对性地对力学性能进行了比较系统的研究。面层以水胶比、胶砂比、乳胶粉5044N和硅粉掺量为参数,采用正交试验研究了掺入乳胶粉和硅粉的罩面修复砂浆的力学性能；作为界面剂的底层则以水胶比、胶砂比、乳胶粉5010N、消泡剂、硅粉、分散剂和甲基纤维素醚为参数,采用正交试验并结合单因素试验方案,研究了掺入乳胶粉5010N、消泡剂、硅粉等聚合物对界面剂砂浆的力学性能。通过对砂浆的抗折强度,抗压强度,折压比,粘结强度,弹性模量,收缩率等力学性能的研究和分析,取得了以下主要结论：(1)水胶比0.45,胶砂比1：3,硅粉掺量5%,胶粉掺量15%时,罩面修复砂浆和易性最佳。(2)各因素对罩面修复砂浆沉入度的影响顺序为胶粉掺量>胶砂比>硅粉掺量>水胶比。随着胶粉掺量的增加,沉入度呈现上升的趋势,且比较显著；硅粉掺量对沉入度的影响也较大,随着硅粉掺量的增加,沉入度呈现先减小后增大的趋势。因此,对于罩面修复砂浆和易性的调节,应主要控制胶粉掺量。(3)各因素对罩面修复砂浆抗折强度的影响顺序为胶粉掺量>水胶比>硅粉掺量>胶砂比。随着胶粉掺量的增加,抗折强度呈现下降的趋势,且下降比较显著；3d龄期时,硅粉掺量为2.5%时抗折强度最小,2.5%以后,抗折强度呈现上升的趋势；胶砂比对3d抗折强度的影响不明显；28d龄期时,随着胶粉掺量的增加,抗折强度呈现下降的趋势,且下降比较显著,而随着硅粉掺量的增加,抗折强度随之增加。(4)各因素对罩面修复砂浆抗压强度的影响顺序为胶粉掺量>水胶比>硅粉掺量>胶砂比。3d和28d龄期时,随着胶粉掺量的增加,抗压强度呈现下降的趋势,且下降比较显著；随着硅粉掺量的增加,28d抗压强度也随之增加。(5)掺入乳胶粉后,砂浆的抗冲磨性能总体上提高。掺乳胶粉5044N的砂浆在15%时,磨损率出现最小值,抗冲磨强度出现最大值。从冲刷破坏的机理来看,砂浆受到冲刷作用时所受的内力是切应力,而砂浆掺入乳胶粉和硅粉后,增强了水泥浆体间及其与骨料间的粘结力,提高了砂浆承受切应力的能力,从而提高砂浆的抗冲磨性能。(6)罩面修复砂浆的收缩曲线均符合对数函数εt=aln(t)+b的形式,且各组曲线回归拟合的相关性显著。(7)乳胶粉掺量在0-4%范围内,随着乳胶粉掺量的增加,界面剂砂浆的抗折强度也增加,乳胶粉掺量4%时3d和28d抗折强度分别提高30.3%和80.4%,均达到最大。当乳胶粉掺量超过4%时,抗折强度又随着乳胶粉掺量的增加而减小,但均高于不掺入乳胶粉的抗折强度。乳胶粉的掺入有助于提高界面剂砂浆的抗折强度,且掺量4%时抗折强度达到最大值。但是,随着乳胶粉掺量的增加,界面剂砂浆的抗压强度随之降低。(8)胶粉掺量低于4%时,折压比随其掺量的增加提高比较明显,胶粉掺量高于6%以后,折压比不再增加。乳胶粉的掺入可以提高界面剂砂浆的折压比,改善砂浆的韧性。(9)掺入胶粉能显著改善界面剂砂浆的粘结性能。随着胶粉掺量的增加,粘结强度呈现上升的趋势。不掺入胶粉时,28d粘结强度为0.52MPa,胶粉掺量2%时,28d粘结强度增加了15.4%；胶粉掺量8%时,28d粘结强度上升到1.28MPa,是不掺入胶粉的1.46倍。
【作者】崔莹；
【导师】杨建森；
【作者基本信息】宁夏大学，结构工程，2014，硕士
【关键词】罩面修复砂浆；界面剂砂浆；复合助剂；乳胶粉；消泡剂；硅粉；粘结强度；折压比；收缩；力学性能；

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