无机胶凝材料在加固混凝土结构中的性能研究

论文摘要

目前结构粘结用胶多是环氧树脂,由于其软化点较低、热稳定性、耐疲劳性等缺点,无法发挥出纤维布的全部特性,因此配制出一种兼容性更好,性能更优越的粘结用胶,对FRP复合材料在混凝土结构修复和加固中的广泛应用有很大的促进作用。MPC（磷酸镁胶凝材料Magnesium Phosphate Cementitious）具有以下比较突出的性能:①快凝快硬;②早期强度高;③低温凝结速度快;④与旧混凝土的粘接强度高;⑤耐磨性及抗冻性好,干缩小;等等。本文主要针对磷酸镁无机胶在加固混凝土结构中的性能进行研究,主要研究工作和创新成果有:（1） MPC以往采用的磷酸盐原料磷酸二氢铵,在反应过程中会放出氨气,有异味,并污染环境,所以本课题采用了磷酸镁二氢钾及磷酸氢二钠。由于加固施工条件的需要,原料配比必须满足流动度在200mm,初凝时间在30min的要求。本课题通过调整MgO/KH2PO4比值、水灰比大小、粉煤灰及缓凝剂的含量,调配出4组较合理的配料比。（2）通过磷酸镁无机胶的砂浆抗压、抗折试验,磷酸镁无机胶粘结砂浆试块的三点弯曲试验、粘结混凝土试块的劈拉试验,根据其粘结强度及破坏模式,对上述配料比进行对比分析,选出较优的配料比进行加固试验。并从中选出最优的配料比,测量其有效粘结长度为150mm-180mm。（3）通过棱形梁和圆柱的加固试验,得出磷酸镁无机胶加固有良好的破坏模式。其用于玄武岩纤维加固的基体时,对于素混凝土梁四点弯曲试验时的抗弯强度的提高模量达到57.5%;对于圆柱体轴压试验的极限轴压力的模量提高达到45.4%。（4）将磷酸镁无机胶加固,环氧树脂加固,环氧树脂加固外表面涂上磷酸镁无机胶3类方法加固的梁。测量其高温后的加固效果,有机胶EP的提高模量为50%,只有自然环境下的一半;无机胶P3-B10的提高模量为57.5%,由于梁本身强度的降低,其加固效果不明显,但还是有所提高,并且好于EP在高温下的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 无机胶凝材料的研究现状
• 1.2.1 国内外结构加固方法研究现状与分析
• 1.2.2 国内外胶凝材料的研究现状
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 课题来源与本文主要研究内容
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 主要研究内容
• 第2章 工作性能优化实验
• 2.1 磷酸镁胶凝材料概述
• 2.2 磷酸镁胶凝材料的原料组成
• 2.2.1 磷酸盐
• 2.2.2 氧化镁
• 2.2.3 粉煤灰
• 2.2.4 缓凝剂
• 2.2.5 环氧树脂胶及模具
• 2.2.6 磷酸盐胶凝剂的综合性能
• 2.2.7 纤维材料
• 2.3 磷酸镁胶凝材料优化配比试验
• 2.3.1 试验流程
• 2.3.2 原料配比的改善
• 2.4 本章结论
• 第3章 磷酸镁胶凝材料的力学性能
• 3.1 引言
• 3.2 试验原料与试验方案
• 3.2.1 试验原料
• 3.2.2 试验方案
• 3.3 磷酸镁胶凝剂的力学性能试验
• 3.3.1 磷酸镁砂浆试块的力学性能
• 3.3.2 磷酸镁胶凝剂劈裂抗拉试验
• 3.3.3 磷酸镁胶凝剂三点弯曲试验
• 3.3.4 磷酸镁胶凝材料的有效粘结长度
• 3.4 磷酸镁胶凝材料的力学性能总结
• 第4章 磷酸镁胶凝剂用于加固时的力学性能
• 4.1 引言
• 4.2 试验原材料与试验方法
• 4.2.1 试验原材料
• 4.2.2 试验方法
• 4.3 试验加载数据及破坏模式
• 4.3.1 梁的加载试验
• 4.3.2 梁加固的实验结果
• 4.3.3 柱的加载试验
• 4.3.4 柱加固的实验结果
• 4.4 磷酸镁胶凝剂用于加固时力学性能的总结
• 4.5 磷酸镁胶凝材料的耐高温性
• 4.6 耐高温性试验
• 4.6.1 耐高温性试验方案
• 4.6.2 耐高温性试验数据
• 4.7 试验数据处理及破坏模式分析
• 4.7.1 试验数据处理
• 4.7.2 破坏模式分析
• 4.8 抗高温性能总结
• 结论
• 参考文献
• 致谢