路用聚合物快速修補材料性能和機理研究.pdf

1、水泥混凝土路面作為一種高級路面結構形式，具有使用壽命長、養(yǎng)護工作量小、能源消耗少、施工簡便，對交通等級和環(huán)境適應性強等優(yōu)點而在國內外得到廣泛應用。但由于設計、材料、施工技術、施工管理和質量控制等方面的因素，以及自然條件、超限運輸?shù)仍?，大量水泥混凝土路面投入使?～5年后就出現(xiàn)了大量的早期破壞，如不及時修補將會嚴重影響路面的使用壽命和交通安全。若路面局部破損采用整板修復，不僅開放交通時間長，而且很不經(jīng)濟，因此有必要研究開發(fā)專用于路面局部

2、破損的修補材料。本文通過研究不同種類聚合物膠粉對硫鋁酸鹽水泥性能的影響，設計配制出一種可用于水泥混凝土路面薄層快速修補的聚合物改性硫鋁酸鹽水泥基干粉砂漿。以實現(xiàn)水泥混凝土局部修復2h快速通車的技術目標。具體研究內容如下:
　　 一、研究了不同種類、摻量聚合物膠粉對硫鋁酸鹽水泥性能工作性能、物理力學性能以及體積穩(wěn)定性的影響，揭示了聚合物種類及摻量對硫鋁酸鹽水泥性能的影響規(guī)律。研究結果表明，聚合物膠粉具有緩凝效果，可改善硫鋁酸鹽水泥

3、30min內的工作性能，顯著提高水泥砂漿的早期抗折強度、降低水泥砂漿脆性，改善水泥砂漿后期力學性能。同時，用聚合物改性硫鋁酸鹽水泥砂漿可顯著提高砂漿與老混凝土的粘結強度，降低砂漿的體積變形效果，如可提高新老混凝土粘結強度100％以上，降低砂漿干縮率40％以上。通過對比研究聚合物種類、摻量對硫鋁酸鹽水泥性能的影響，優(yōu)選了醋酸乙烯酯共聚物類的聚合物膠粉，并確定了最佳摻量為3～4％。
　　 二、系統(tǒng)研究了緩凝組分和早強組分對硫鋁酸鹽水

4、泥砂漿工作性與物理力學性能的的影響，確定采取早強組分與緩凝組分協(xié)同使用來改善聚合物硫鋁酸鹽水泥性能的技術路線，并優(yōu)化了聚合物改性硫鋁酸鹽基水泥路面快速修補材料的配合比，其性能達到水泥混凝土路面快速養(yǎng)護的要求。如聚合物改性硫鋁酸鹽水泥基快速修補材料2h抗折強度大于4.0MPa，工作性能可以滿足現(xiàn)場30min～40min的快速施工要求。并系統(tǒng)研究了路面快速修補材料的耐久性，相對于基準混凝土，聚合物膠粉的加入顯著提升了修補砂漿的路面適用性能，

5、抗氯離子滲透性能提高了37％，材料的單位面積磨耗量最多可減少27％。
　　 三、采用SEM、XRD等微觀測試方法，揭示了聚合物改善硫鋁酸鹽水泥物理力學性能、體積穩(wěn)定性以及耐久性的機理。聚合物使無水硫酸鋁鈣的水化速度減緩，致使鈣礬石和水化氧化鋁凝膠的生成相減少，產(chǎn)生緩凝的效果，并改善早期工作性。另外，在1d齡期時，聚合物已經(jīng)能夠形成一定規(guī)模的空間網(wǎng)絡結構，對硫鋁酸鹽水泥的性能改善可作出明顯的貢獻。到3d左右齡期時就可形成較完全的聚