摘 要

当今世界放眼望去到处都是混凝土建筑，但混凝土建筑由于受到使用寿命，外界环境等影响，已不同程度的出现了一些损伤，破坏，甚至坍塌。因此研究针对混凝土建筑的高性能硫铝酸盐水泥基修补材料意义重大。

本实验主要以硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的合理复配并辅以适量的矿渣为基础胶凝体系，加入无水硫酸钠，纤维，丁苯胶乳和消泡剂等外加剂，针对硫铝酸盐水泥基修补砂浆的强度，流动性，凝结时间等性能进行改性，制备出高性能的硫铝酸盐水泥基修补砂浆。并进行XRD测试，分析其微观机理。

本实验得出硫铝酸盐水泥基修补砂浆的最佳配比为：硫铝酸盐水泥掺量为76.5%，普通硅酸盐水泥掺量为8.5%，矿渣掺量为15%，外掺减水剂、无水硫酸钠、丁苯胶乳和消泡剂，其掺量分别为胶凝体系总量的0.5%、0.9%、15%和0.6%。在此掺量下，硫铝酸盐水泥基修补砂浆的性能最好，4h、1d和28d抗压强度分别为27.7MPa、42.6MPa和54.8MPa；4h、1d和28d粘结强度分别为2.3MPa、4.5MPa和5.4MPa；凝结时间为初凝34min，终凝41min；流动度为260mm。

关键词：修补砂浆 硫铝酸盐水泥 丁苯胶乳 粘结强度

Abstract

In the world today, concrete buildings can be seen everywhere. But the concrete building due to the service life, the external environment and other effects, have varying degrees of some damage, damage, or even collapse. Therefore, it is of great significance to study high-performance sulphoaluminate cement-based repair materials for concrete buildings.

In this experiment, the sulphoaluminate cement and ordinary portland cement reasonable combination and supplemented by the appropriate amount of slag-based gel system, adding anhydrous sodium sulfate, fiber, styrene butadiene latex and defoamer and other admixtures, Aiming at the properties of sulphoaluminate cement - based mortar strength, fluidity and setting time, high performance sulphoaluminate cement - based mortar was prepared. And XRD test was carried out to analyze the microcosmic mechanism.

In this experiment, the optimum ratio of sulphoaluminate cement-based mortar was 76.5%, the content of common portland cement was 8.5%, the slag content was 15% Water-reducing agent, anhydrous sodium sulfate, styrene-butadiene latex and defoamer, the dosage of 0.5%, 0.9%, 15% and 0.6% of the total amount of gelation system respectively. The compressive strength of sulphoaluminate cement-based mortar was the best, and the compressive strength at 4h, 1d and 28d was 27.7MPa, 42.6MPa and 54.8MPa respectively. The bonding strength at 4h, 1d and 28d was 2.3MPa , 4.5MPa and 5.4MPa respectively. The coagulation time is initial setting of 34min, final pouring of 41min, and flow degree of 260mm.

Key words: Repair mortar;Sulphoaluminate;cement;SBR latex;Bond strength

目录

摘 要 i

Abstract ii

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2修补材料的种类 2

1.2.1聚合物修补材料 2

1.2.2纤维改性快速修补材料 2

1.2.3沥青与改性沥青类修补材料 2

1.2.4高性能水泥快修补材料 2

1.3国内外研究现状 2

1.4课题的提出 4

1.4.1目前存在的问题 4

1.4.2研究思路 4

1.4.3实验内容 4

第二章 实验的原材料、设备及方法 5

2.1实验原料 5

2.1.1水泥 5

2.1.2矿渣粉 5

2.1.3聚丙烯纤维 5

2.1.4其他原料 6

2.2实验设备 6

2.3 实验方法 6

2.3.1水泥胶砂强度测定 6

2.3.2水泥砂浆流动度测定实验 7

2.3.3水泥胶砂粘结强度测定实验 7

第三章 硫铝酸盐水泥基修补砂浆力学性能研究 8

3.1引言 8

3.1.1加减水剂对硫铝酸盐水泥基修补材料的影响 8

3.1.2加消泡剂对硫铝酸盐水泥基修补材料的影响 9

3.1.3矿渣含量对硫铝酸盐水泥基修补材料的影响 10

3.1.4纤维的含量对硫铝酸盐水泥基修补材料的影响 12

3.1.5无水硫酸钠的含量对硫铝酸盐水泥基修补材料的影响 14

3.1.6丁苯胶乳含量的影响 15

3.1.7消泡剂的含量对硫铝酸盐水泥基修补材料的影响 17

3.2 XRD分析 18

第四章 结论与展望 21

4.1结论 21

4.2展望 22

参考文献 23

致 谢 25

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

目前我国的经济已跨入世界第二大经济体，放眼望去到处都是混凝土建筑，如林立的高楼大厦，纵横交错的道路桥梁。混凝土自从出世以来，它的强度在不断地提升，但是近年来可能由于混凝土受到了严重的碳化、钢筋锈蚀病害和冻融剥蚀破坏，由于出现这许多的破坏问题，导致钢筋混凝土桥梁、道路、涵洞、渡槽和大型混凝土坝出现严重开裂^[1]。有调查显示在中国已建的高楼中有50%已进入老化阶段^[2]。新进建设的混凝土高速公路和跨河大桥大约8年左右就要进行一次大的修缮。在20世纪八九十年代，每五年就有大约六百多所房屋发生倒塌事故^[3]。每年把高达几千亿的人民币用于修补混凝土建筑，这样大量的国家人力资源和财力资源被浪费。在中国的北方如首都北京、甘肃等地，在冬天虽然用沙土融化冰雪，但混凝土建筑也出现许多破坏迹象，而且情况越来越严重。混凝土路面出现的剥落破坏可能是受自然环境和钢筋的锈蚀引发的^[4]。

混凝土建筑在全世界范围普遍存在。有混凝土就会出现混凝土的老化破坏。在世界范围内都从在混凝土破坏的难题，每年各国在混凝土修补方面支出大量的费用，如美国在1991年，每年要把高达约六万亿美元费用用于混凝土建筑的修补，花费了大量的人力和财力^[5]。南非在1981年，对于混凝土建筑（水坝、公路、隧道、桥梁、防波堤等）修补费用超过二千七百万英镑，而且修补后三到十年内这些混凝土建筑就又出现开裂破坏。英国在1972年花费国家资金两千多万英镑修建了十几座混凝土建筑，后来受到钢筋腐蚀，十七后的修补费用都高达造价的1.6倍，约为四千五百万英镑，到2004年修补费用约为造价的五倍^[6]。日本每年在房屋维修上也花费大量的费用，还有使用不到十年的新干线发现已经出现裂纹和大面积的混凝土剥落的现象^[7]。

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