【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(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期耐久性能。而深圳航天科技創(chuàng)新研究院研發(fā)的無機(jī)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(jī)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(jìn)無機(jī)聚合物膠凝材料的發(fā)展與應(yīng)用,本文開展了無機(jī)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(jī)聚合物膠凝材料及混凝土的工作性能和力學(xué)性能,然后提出了基于工作性能的無機(jī)聚合物混凝土制備方法,最后將無機(jī)聚合物混凝土在惠來縣西港海堤工程建設(shè)中進(jìn)行試應(yīng)用。主要研究成果如下:研究了無機(jī)聚合物漿體的流變性能及力學(xué)性能。賓漢姆流變模型和冪律流變模型可以較好描述無機(jī)聚合物漿體的流變特性。在相同水膠比的條件下,無機(jī)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(dòng)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(jī)聚合物漿體流動(dòng)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(dòng)度,X為水膠比),砂漿擬合曲線為Y=583×X-78(Y為砂漿流動(dòng)度,X為水膠比)。無機(jī)聚合物膠砂強(qiáng)度隨水膠比的增大而降低,當(dāng)水膠比小于0.45時(shí)抗壓強(qiáng)度緩慢降低,當(dāng)水膠比大于0.45時(shí)抗壓強(qiáng)度降低幅度增大。膠砂強(qiáng)度隨砂灰比的增大呈現(xiàn)出先增大后降低的規(guī)律,當(dāng)砂灰比為3時(shí)抗折強(qiáng)度較好。研究了單方用水量、水膠比和砂率對(duì)無機(jī)聚合物混凝土工作性能和力學(xué)性能的影響,提出基于工作性能的無機(jī)聚合物混凝土制備方法,并對(duì)其進(jìn)行了試配驗(yàn)證。在工作性能方面:單方用水量是影響無機(jī)聚合物混凝土工作性能的首要因素,當(dāng)單方用水量超過一定閥值(180 kg/m3)時(shí),混凝土的工作性能會(huì)大幅度增大;水膠比對(duì)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(jī)聚合物混凝土工作性能較好;砂率在35%左右時(shí)混凝土工作性能較好。在力學(xué)性能方面:水膠比是影響無機(jī)聚合物混凝土的力學(xué)性的首要因素,單方用水量和砂率對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響效果不顯著;無機(jī)聚合物混凝土抗壓強(qiáng)度的發(fā)展主要集中在前7 d,混凝土 7 d強(qiáng)度占28 d強(qiáng)度的73.4%～88.6%。無機(jī)聚合物混凝土 7 d抗壓強(qiáng)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(jī)聚合物混凝土制備方法,首先確定混凝土配制強(qiáng)度,并根據(jù)7 d與28 d混凝土抗壓強(qiáng)度比(0.70～0.88)計(jì)算得到7 d混凝土抗壓強(qiáng)度,再通過7 d混凝土抗壓強(qiáng)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(shí)砂、石用量。將無機(jī)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(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè),對(duì)工程效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。所制備的無機(jī)聚合物混凝土工作性能和力學(xué)性能滿足施工要求,其工作性能與普通混凝土相當(dāng),力學(xué)性能優(yōu)于普通混凝土。無機(jī)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(zhǎng)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(jī)聚合物混凝土應(yīng)變符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)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(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U656.314
【圖文】：

無機(jī)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(jī)聚合物漿體工作性能特點(diǎn)。此外，通過變化水膠比合物砂漿的力學(xué)性能特點(diǎn)。聚合物混凝土的制備同水膠比、單方用水量和砂率分別對(duì)無機(jī)聚合物混凝土工作性能立膠水比與混凝土強(qiáng)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(jī)聚合物混凝土的簡(jiǎn)易實(shí)用制備方法，并對(duì)該方法機(jī)聚合物混凝土在海堤工程中的應(yīng)用機(jī)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(duì)混性能進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)混凝土的應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)工程效果進(jìn)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(jī)聚合物粒度分布圖(a) SEM (b) XRD圖 2-2 無機(jī)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(jí)配的碎石如圖2-3(a)所示，細(xì)骨料采用河砂(Ⅱ區(qū)中砂)

15(a) SEM (b) XRD圖 2-2 無機(jī)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(jí)配的碎石如圖2-3(a)所示，細(xì)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(xì)度模數(shù)(μf)顆粒級(jí)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(xiàn)】

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1 焦向科;李佳;陳騫;袁程方;;骨料對(duì)地聚合物混凝土性能影響的研究進(jìn)展[J];硅酸鹽通報(bào);2015年S1期

2 焦向科;徐晶;嚴(yán)群;嚴(yán)義云;羅仙平;;地聚合物的制備及其在性能增強(qiáng)方面的研究進(jìn)展[J];硅酸鹽通報(bào);2015年08期

3 張婷;劉達(dá);李德吉;;強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“天兔”過后海堤損毀原因分析及海堤建設(shè)管理建議[J];水利建設(shè)與管理;2015年07期

4 ;新型早強(qiáng)搶修搶建用無機(jī)聚合物混凝土[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2014年10期

5 王國(guó)友;石亮;劉建忠;;基于漿骨比的現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計(jì)[J];江蘇建筑;2014年01期

6 曹海琳;李國(guó)學(xué);翁履謙;楊海峰;;耐高溫耐腐蝕無機(jī)聚合物膠凝材料的性能研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2013年06期

7 徐國(guó)強(qiáng);蘇幼坡;韓佃利;張靜;;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的綠色混凝土抗壓強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型[J];混凝土;2013年02期

8 王立久;;混凝土最佳砂率數(shù)學(xué)模型研究[J];混凝土;2012年01期

9 盧哲安;盧方志;朱乃龍;李建舉;趙宏杰;葉國(guó)正;;無機(jī)聚合物混凝土疲勞性能試驗(yàn)研究[J];混凝土;2011年07期

10 曹定國(guó);蔡良才;吳永根;李建舉;張魯渝;付亞偉;;堿-礦渣制備高性能無機(jī)聚合物混凝土試驗(yàn)研究[J];混凝土;2011年05期

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2 賀亮;堿激發(fā)礦渣粉煤灰水泥抗干濕循環(huán)及耐腐蝕性能研究[D];湖南大學(xué);2013年

3 夏婧;堿礦渣混凝土配合比設(shè)計(jì)研究[D];重慶大學(xué);2013年

4 李文進(jìn);無機(jī)聚合物海工混凝土耐久性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

5 劉驊;無機(jī)聚合物混凝土耐久性能試驗(yàn)研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

6 丁兆洋;無機(jī)礦物聚合材料的制備及其水化產(chǎn)物的研究[D];沈陽建筑大學(xué);2011年

7 徐麗;客運(yùn)專線高性能混凝土全壽命配合比設(shè)計(jì)方法研究[D];北京交通大學(xué);2009年

8 鄒曉翎;道路水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)與微觀結(jié)構(gòu)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2795494