新型聚合物改性隧道防滲砂漿及工程應(yīng)用研究
本文關(guān)鍵詞:新型聚合物改性隧道防滲砂漿及工程應(yīng)用研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:本文主要研究新型聚合物乳液——PTB乳液改性水泥砂漿的性能。運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論,通過(guò)大量的試驗(yàn)研究聚合物改性水泥砂漿的物理力學(xué)性能、防水及抗?jié)B性能。通過(guò)電鏡掃描試驗(yàn)觀察PTB對(duì)水泥砂漿微觀結(jié)構(gòu)形貌的影響,為研發(fā)新型聚合物改性水泥防滲砂漿的機(jī)理分析提供了理論基礎(chǔ)。鑒于PTB乳液改性水泥砂漿具有優(yōu)質(zhì)的防水、抗?jié)B、耐腐蝕、粘結(jié)性能,可作為公路、鐵路隧道等地下工程的修補(bǔ)加固材料,用以目前地下工程常見(jiàn)且難以解決的滲漏水病害、裂縫等問(wèn)題。本文以316國(guó)道竹岐隧道工程滲漏水病害為例,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與滲漏水病害檢測(cè)結(jié)果,采用研發(fā)的新型PTB乳液改性防滲砂漿,并制定具有針對(duì)性的施工工藝對(duì)隧道滲漏水進(jìn)行了全面治理。本文主要研究工作成果包括:1、通過(guò)收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)聚合物乳液改性水泥基材料的專業(yè)資料,綜述了目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)聚合物改性水泥基材料研究的內(nèi)容和重點(diǎn),分析了聚合物在水泥基材料中的應(yīng)用現(xiàn)狀,初步明確了目前國(guó)內(nèi)尚未大量開(kāi)展聚合物乳液改性水泥砂漿防水、抗?jié)B性能方面的研究,由此確定了本論文研究主要方向和內(nèi)容。2、對(duì)PTB乳液改性水泥砂漿的基本性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,與基準(zhǔn)砂漿相比,摻有PTB乳液的砂漿其抗折強(qiáng)度、防水性、防腐性、粘結(jié)性及柔韌性大大提高,且砂漿的工作性也更加理想,表明PTB乳液具備多種特性,可有效改善水泥砂漿的基本性能。3、通過(guò)正交試驗(yàn)進(jìn)一步研究了PTB乳液不同摻量、外加劑及礦物填料的使用對(duì)聚合物改性水泥砂漿抗?jié)B性能的影響,重點(diǎn)考察聚灰比、水膠比與減水劑用量三個(gè)因素。結(jié)果表明:聚灰比因素是三個(gè)因素中影響聚合物改性水泥砂漿粘結(jié)性能和抗?jié)B性能最為顯著的因素。在優(yōu)化試驗(yàn)中,通過(guò)摻入乳膠粉(摻量為水泥用量的0.5%),得到性價(jià)比較高的聚合物乳液改性防滲砂漿。4、采用電鏡掃描試驗(yàn)分析得出:當(dāng)聚合物摻量達(dá)到6.7%時(shí),PTB乳液改性水泥砂漿中的聚合物網(wǎng)絡(luò)和集料形成了相當(dāng)完美的整體,呈現(xiàn)聚合物空間骨架基體網(wǎng)狀體系結(jié)構(gòu)。在微觀結(jié)構(gòu)試驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用表面噴水法進(jìn)一步探究PTB乳液改性砂漿防水機(jī)理,結(jié)果表明砂漿表面呈憎水性,使摻有PTB乳液的水泥砂漿此時(shí)獲得了良好的防水性能。5、鑒于隧道修補(bǔ)加固的效果主要取決于新舊兩種材料的粘結(jié)性、防水性及優(yōu)良的抗?jié)B性能,考慮到PTB乳液具備多方面的性能優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際工程中應(yīng)用日漸增多,并有許多應(yīng)用成功的工程實(shí)例,本文以316國(guó)道竹岐隧道工程為例,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研了該隧道所處的地理環(huán)境、結(jié)構(gòu)形式和防排水設(shè)計(jì)。利用檢測(cè)技術(shù)對(duì)其出現(xiàn)的襯砌裂縫和滲漏水進(jìn)行了量化統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合自然因素與人為因素兩方面對(duì)該隧道的影響,總結(jié)該隧道滲漏水病害的成因。最后,將所研制的防滲PTB乳液改性水泥砂漿用于竹岐隧道滲漏水治理,并制定適宜的施工工藝,取得了良好的治理效果。
【關(guān)鍵詞】:公路隧道 滲漏水病害 PTB乳液 防滲砂漿 治理措施
【學(xué)位授予單位】:福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U454
【目錄】:
- 摘要7-9
- Abstract9-11
- 1 緒論11-18
- 1.1 公路隧道滲漏水概況11
- 1.2 水泥基材料治理公路隧道滲漏研究現(xiàn)狀11-13
- 1.3 聚合物在水泥基材料中的應(yīng)用13-16
- 1.3.1 聚合物在水泥基修補(bǔ)材料的應(yīng)用14-15
- 1.3.2 聚合物和外加劑復(fù)合改性水泥基材料15
- 1.3.3 聚合物和其他填料復(fù)合改性水泥基材料15
- 1.3.4 聚合物改性水泥基材料的改性機(jī)理研究15-16
- 1.4 本文研究的特色及主要內(nèi)容16-18
- 1.4.1 研究的特色16-17
- 1.4.2 研究的主要內(nèi)容17-18
- 2 聚合物改性水泥基材料的機(jī)理與基本性能18-28
- 2.1 水泥基材料改性用聚合物品種18
- 2.2 聚合物改性水泥基材料的改性機(jī)理18-20
- 2.3 聚合物改性水泥基材料的基本性能20-27
- 2.3.1 PTB乳液的技術(shù)參數(shù)20
- 2.3.2 PTB乳液改性砂漿性能研究20-27
- 2.4 本章小結(jié)27-28
- 3 防滲PTB乳液改性水泥砂漿試驗(yàn)研究28-46
- 3.1 正交試驗(yàn)簡(jiǎn)介28
- 3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)28-30
- 3.3 正交試驗(yàn)研究30-38
- 3.3.1 實(shí)驗(yàn)原材料30-31
- 3.3.2 試驗(yàn)內(nèi)容及測(cè)試方法31-34
- 3.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及其分析34-38
- 3.4 正交試驗(yàn)優(yōu)化38-43
- 3.4.1 優(yōu)化試驗(yàn)配合比38
- 3.4.2 優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果及其分析38-39
- 3.4.3 測(cè)試砂漿抗?jié)B性能的試驗(yàn)研究39-43
- 3.5 摻PTB乳液的防水材料的主要性能指標(biāo)43-45
- 3.5.1 PTB滲透結(jié)晶型防水膠漿的主要性能指標(biāo)43-44
- 3.5.2 PTB防水膠漿的主要性能指標(biāo)44-45
- 3.6 本章小結(jié)45-46
- 4 防滲PTB乳液改性水泥砂漿微觀結(jié)構(gòu)及防水機(jī)理分析46-51
- 4.1 SEM微觀結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究及分析46-49
- 4.1.1 SEM微觀性能測(cè)試方法46-47
- 4.1.2 SEM形貌分析47-49
- 4.2 PTB乳液改性水泥砂漿的防水機(jī)理分析49-50
- 4.3 本章小結(jié)50-51
- 5 防滲PTB乳液改性水泥砂漿工程應(yīng)用實(shí)例51-72
- 5.1 工程概況51-54
- 5.1.1 竹岐隧道工程簡(jiǎn)介51
- 5.1.2 隧址區(qū)工程地質(zhì)51-52
- 5.1.3 水文地質(zhì)52
- 5.1.4 依托工程排水設(shè)計(jì)52-54
- 5.2 竹岐隧道滲漏水病害調(diào)研54-63
- 5.2.1 竹岐隧道滲漏水檢測(cè)54-55
- 5.2.2 竹岐隧道滲漏水病害調(diào)研55-63
- 5.3 竹岐隧道滲漏水病害成因分析63-64
- 5.3.1 自然因素63-64
- 5.3.2 人為因素64
- 5.4 隧道滲漏水治理方案64-70
- 5.4.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)65-66
- 5.4.2 施工方法和工藝66-68
- 5.4.3 定時(shí)現(xiàn)場(chǎng)觀察統(tǒng)計(jì)68-70
- 5.5 治理效果分析70
- 5.6 本章小結(jié)70-72
- 6 結(jié)語(yǔ)72-74
- 6.1 結(jié)論72-73
- 6.2 不足與展望73-74
- 參考文獻(xiàn)74-78
- 致謝78
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