机场道面裂缝修补材料制备及其性能研究

论文摘要

机场道面在长期自然环境以及飞机荷载的共同作用下,会出现大量宽度在0.2mm左右的微裂缝,如果不及时修补,在冲击荷载及外部侵蚀介质的反复作用下,这种微裂缝会不断扩展、加剧,降低机场道面的使用寿命,影响飞行安全。为此,本文研制了新型机场道面微裂缝修补材料,该修补材料具有良好的流动性和可灌性,能自行渗入到微裂缝深处,具备强度高、变形小、粘结性好等特点。本文主要对影响新型修补材料合成的各种因素以及各项性能进行了系统的研究,主要内容包括:(1)探讨了合成温度、合成时间、助剂B和助剂C的用量对新型修补材料初始粘度和转化率的影响,以及粘度和可灌性的关系。研究表明,合成温度提高,修补材料的粘度会较早发生变化,增长速度也加快;合成时间增加,修补材料的粘度增加相对较大;修补材料的粘度随助剂B用量的增加呈线性增大,随助剂C用量的增加呈上升趋势;修补材料的粘度随存放时间的延长有一定的增加,增幅与初始粘度的大小成正比关系;修补材料的粘度和可灌性之间成反比关系。(2)研究了固化剂D及其与不同无机填料复合对修补材料力学性能和变形性能的影响。研究发现,在小变形范围内,添加固化剂D和无机填料的修补材料的拉伸性能优于只添加固化剂D时的拉伸性能,且无机填料Wa和固化剂D复合对修补材料拉伸性能的改善效果较好;固化剂D和无机填料复合后修补材料抗弯曲变形的能力有所下降,但抗弯曲荷载的能力有所提高;无机填料可改善新型修补材料的收缩变形性能,提高修补材料的粘结强度。(3)测试了新型修补材料在紫外光照射和NaCl溶液侵蚀作用下的拉伸和弯曲性能,结果发现两种性能均有一定程度的下降,但无机填料的掺入可减少其降低程度。(4)通过对新型修补材料的微观试验分析,发现基准修补材料与砂浆界面之间存在较为明显的过渡区,过渡区的结构松散,与砂浆的粘结较弱;掺加固化剂D后,修补材料密实,修补界面区有了一定的改善;掺加固化剂D和无机填料Wa后,修补材料的填充作用更加显著,无明显的缝隙存在,粘结面积增大,结构更加密实,过渡区细化,粘附力增强,粘结强度提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 机场道面服役现状
• 1.1.2 机场道面裂缝分类及产生的危害
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 机场道面裂缝修补材料的研究现状
• 1.2.1 机场道面裂缝修补材料的研究
• 1.2.2 机场道面裂缝修补材料的作用机理
• 1.2.3 机场道面裂缝修补材料应具有的性能
• 1.3 目前研究中存在的主要问题
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 试验原材料、方法及仪器设备
• 2.1 试验原材料
• 2.2 试验方法
• 2.3 试验仪器设备
• 第三章 新型机场道面裂缝修补材料的制备研究
• 3.1 概述
• 3.2 新型修补材料的粘度性能研究
• 3.2.1 试验方案
• 3.2.2 合成温度对修补材料粘度的影响
• 3.2.3 合成时间对修补材料粘度的影响
• 3.2.4 助剂B 的用量对修补材料粘度的影响
• 3.2.5 助剂C 的用量对修补材料粘度的影响
• 3.2.6 存放时间对修补材料粘度的影响
• 3.3 新型修补材料的粘度与可灌性的关系研究
• 3.3.1 试验方案
• 3.3.2 试验结果与分析
• 3.4 工艺参数对聚合反应转化率的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 新型机场道面裂缝修补材料的性能研究
• 4.1 概述
• 4.2 新型修补材料的力学性能研究
• 4.2.1 试验方案
• 4.2.2 新型修补材料的拉伸性能
• 4.2.3 新型修补材料的弯曲性能
• 4.3 新型修补材料的变形性能研究
• 4.3.1 试验方案
• 4.3.2 添加固化剂D 的修补材料的变形性能
• 4.3.3 无机填料Wa 对修补材料变形性能的影响
• 4.3.4 无机填料Wb 对修补材料变形性能的影响
• 4.3.5 无机填料Wc 对修补材料变形性能的影响
• 4.4 新型修补材料的粘结性能研究
• 4.4.1 试验方案
• 4.4.2 无机填料Wa 对修补材料粘结性能的影响
• 4.4.3 有机添加剂对修补材料粘结性能的影响
• 4.4.4 无机填料和固化剂D 复合对修补材料粘结性能的影响
• 4.5 新型修补材料的环境稳定性研究
• 4.5.1 试验方案
• 4.5.2 新型修补材料的抗紫外光老化性研究
• 4.5.3 新型修补材料的抗氯盐侵蚀性研究
• 4.6 本章小结
• 第五章 新型修补材料的微观结构分析及作用机理研究
• 5.1 概述
• 5.2 新型修补材料的微观结构分析
• 5.2.1 红外光谱分析
• 5.2.2 X 射线衍射分析
• 5.2.3 差热/热重分析
• 5.2.4 偏光显微镜分析
• 5.2.5 扫描电子显微镜分析
• 5.3 新型修补材料的作用机理
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文及参与的科研工作