路用柔性水泥基复合材料的制备与性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要基于隧道路面的特殊使用环境，路面材料既要保持强度高、耐久性好、防火、防水害、施工安全等优点，又要满足行车舒适性。研究和制各一种具有低弹性模量、高韧性特点的柔性水泥混凝土路面材料，具有广泛的应用前景。本文通过研究路用柔性水泥砂浆的性能，为水泥混凝土路面材料的研究提供依据。本文采用单因素和正交试验方法，在降低柔性水泥砂浆弹性模量，提高柔韧性，保证必要的强度的前提下，优化了以纤维、聚合物及橡胶粉为主要组分的柔性水泥砂浆的配合比。同时，借助扫描电子显微镜(SEM)表征手段，对集料．水泥石界面、孔结构进行了研究。通过对柔性

2、水泥砂浆物理力学性能、路用性能和微观结构的系统研究，揭示了柔性水泥砂浆的组成、结构与性能之间的相互影响和变化规律。取得如下研究结果：1．通过配合比的优化，确定了两种聚合物柔性水泥砂浆最佳配比参数：即纤维体积掺量为0．1％，橡胶粉取代砂的体积率为10％，两种聚合物聚灰比(乳液固含量与水泥质量之比)分别为20％和3．5％。所配制的水泥砂浆抗压都大于20MPa，折压比大于0．32，抗压弹性模量小于12．2GPa，具有优良的韧性、体积稳定性及耐久性能。2．水泥砂浆中掺入橡胶粉后，砂浆中的孔隙增多，从而显著的削弱了砂．水泥石，橡胶粉．水泥石界面的结合

3、程度，大幅度降低砂浆的强度，并明显的增加了砂浆的干缩率，但是加入橡胶粉后砂浆的柔韧性有明显的改善。3．纤维的加入对水泥砂浆的强度影响不大，但对砂浆早期收缩抗裂有非常积极的作用，明显得降低了砂浆的干缩率，提高了砂浆的抗渗性，同时使砂浆的柔韧性也有略微改善。4．由聚合物和橡胶粉对水泥砂浆的改性结果发现，砂浆内部聚合物乳液形成连续网络，在保证低弹性模量的前提下，进一步增强了橡胶粉砂浆的抗压强度，为该材料在路面上的应用奠定了基础。关键词：橡胶粉；聚合物；折压比；弹性模量；微观结构武汉理工大学硕士学位论文AbstractSpecialapplicat

4、ionenvironmentofpavernentintunnelsdemandthatthepavementnotonlyhavecommoncementconcretepavementadvantagesinconstruction,waterproof,fireproofingsecurity,durability,butalsohaveridingcomfort．Exploringalowelasticmodulusandhightoughnessflexiblecementconcretepavementmaterials，hav

5、eabroadappliedfield．Asinglefactorandallorthogonalexperimentalmethodisadoptedtooptimizethemixproportionofrubberizedlightweightaggregateconcrete，inordertodecreasetheelasticmodulusonthepremiseofnecessarystrength．Simultaneity，researchedtheinterfacebetweenaggregatesandhardenedc

6、ementpasteandporestructurebythemicro-hardnesstest，polarizingmicroscopeirriageanalysisandSEMimages．Basedonthesystematicstudyonthemechanicalperformance，pavementperformanceandmicrostructure，therelationamongth，econstituents，structureandperformanceandthejointe仃ectsareinvestigat

7、ed．Accordingtotheaboveresearchresults，thefollowingconclusionsCanbeobtained：1．Theoptimizemixproportionparameterare"PPFratiois1．O％，themixamountofrubberparticlesis10％．polymer-cementratiois20％or3．5％．Itwimcompressivestrengthabove20Mpa,ratioofbendingstrengthtocompressivestrength

8、isaboveO．32，elasticmoduluslessthan12．2GPaWasproduced．Ithaslowshrinkage，hightoughnessandgo