基于CT技术的丙烯酸盐喷膜防水层寿命预测体系研究

论文摘要

据统计,目前我国交通隧道渗漏水问题十分严重,隧道与城市地铁防排水工程的总体质量并不能令人满意。近年来随着隧道建设数量和长度的快速增长,城市地铁的大规模修建,对其环境标准的要求也在不断提高,丙烯酸盐喷膜防水材料作为一种环保型高分子防水材料,拥有巨大的应用潜力。丙烯酸盐喷膜防水材料用于隧道与地下工程防排水,其重要性不言而喻。由于隧道的可维护性较差,所以要求防水层的寿命尽可能长,本文以丙烯酸盐喷膜防水材料为对象,结合前期试验,通过模拟其服役阶段的力学环境,化学环境以及材料本身特性来推导其使用寿命。针对隧道工程中衬砌变形产生的压力、拉力及剪力对防水材料的破坏作用,本文通过自行设计试验装置,并对丙烯酸盐喷膜防水层在可能承受的各种外力及水压作用下防水效能的损伤进行模拟试验研究,以防水膜厚度变化为基准,设定应变达到0.4时为临界失效标准。针对在地下水环境中对丙烯酸盐喷膜防水膜有较大影响的sO42-,Cl-,OH-等阴离子,通过模拟防水膜在单一环境和两种离子混合环境的反应情况,通过计算机断层扫描技术（CT）检测浸泡后的防水膜。以CT数为基准,设定CT数折减百分比40%为临界失效标准。添加交联剂后使其从线性结构变为三维网状结构,这种结构的转变引起宏观上物理力学性能和化学稳定性的重大变化,使丙烯酸盐喷膜防水材料具有了更广泛的应用价值,因此我们尝试利用交联密度来预测丙烯酸盐喷膜防水材料的使用寿命。最后,本文提出喷膜防水层在其服役环境中的使用寿命预测方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 丙烯酸盐喷膜防水技术简介
• 1.2.1 成膜机理
• 1.2.2 主要原料
• 1.2.3 丙烯酸盐的基本性质
• 1.2.4 基本反应原理
• 1.2.5 喷膜防水技术
• 1.2.6 喷膜防水技术的特点
• 1.3 国内外研究状况
• 1.3.1 国外状况
• 1.3.2 国内状况
• 1.4 论文主要研究内容及研究方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 第2章 喷膜防水材料CT扫描试验
• 2.1 CT检测原理
• 2.1.1 CT检测基本原理
• 2.1.2 CT衰减系数的计算
• 2.1.3 CT伪影
• 2.2 CT检测的数学模型
• 2.3 CT检测防水膜的试验研究
• 2.3.1 试验方案设计
• 2.3.2 检测方法
• 2.3.3 CT设备
• 2.3.4 试验结果
• 第3章 依据CT扫描数据预测喷膜防水层寿命
• 3.1 地下水的化学成分
• 3.1.1 地下水中主要离子成分
• 3.1.2 形成水中化学组分的作用
• 3.2 寿命推导
• 3.2.1 试验方案
• 3.2.2 试验结果及寿命推导
• 第4章 依据交联密度估测喷膜防水层寿命
• 4.1 交联密度
• 4.1.1 定义
• 4.1.2 测定方法
• 4.2 样品的制备
• 4.2.1 原料
• 4.2.2 设备
• 4.2.3 单体液的制备
• 4.2.4 成膜
• 4.3 溶胀度（DS）的测定
• 4.3.1 溶胀度（DS）的测定方法
• 4.3.2 试验结果
• 4.4 交联密度的测定
• 4.4.1 交联密度的测定方法
• 4.4.2 实验结果
• 第5章 力学环境下预测喷膜防水层寿命
• 5.1 力学环境
• 5.2 推导依据
• 5.3 防水膜受拉试验
• 5.3.1 实验装置
• 5.3.2 试验方法
• 5.3.3 试验结果
• 5.3.4 使用寿命推导
• 5.4 防水膜受压试验
• 5.5 防水膜剪切试验
• 结论
• 结论
• 论文不足
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文及所参加科研项目