基于隧道管片修復(fù)的改性砂漿性能研究及數(shù)值分析.pdf

1、隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷提高，我國(guó)許多大中城市都已規(guī)劃或運(yùn)營(yíng)地鐵，混凝土管片開(kāi)裂成為降低地鐵使用壽命和危及結(jié)構(gòu)安全的主要因素之一。論文基于不同環(huán)境下混凝土管片裂縫，確定了不同裂縫修補(bǔ)材料和修補(bǔ)方法，這不但能提高地鐵混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，而且降低了地鐵工程維護(hù)及運(yùn)營(yíng)成本，對(duì)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)有著重大積極意義。研究依托國(guó)內(nèi)某地鐵工程，通過(guò)實(shí)地考察、試驗(yàn)研究和理論分析，研究了用于管片裂縫修補(bǔ)的水性環(huán)氧樹(shù)脂和丙乳改性砂漿的力學(xué)、變形和耐久等性能

2、，并通過(guò)ANSYS分析軟件對(duì)改性砂漿在外荷載作用下的粘結(jié)應(yīng)力-應(yīng)變進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　水灰比是影響改性砂漿凝結(jié)時(shí)間和流動(dòng)性主要因素。水灰比和聚灰比增大，改性砂漿凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)；水灰比增加，流動(dòng)性顯著改善。當(dāng)水灰比為0.30，環(huán)氧改性砂漿流動(dòng)度最優(yōu)；當(dāng)水灰比為0.28時(shí)，丙乳改性砂漿流動(dòng)度最優(yōu)。
　　環(huán)氧改性砂漿抗折抗壓強(qiáng)度基本高于未改性砂漿，增幅約為8％~10%；隨水灰比增大，7d抗折抗壓強(qiáng)度都減小，

3、28d強(qiáng)度變化不明顯。改性砂漿在潮濕環(huán)境下的粘結(jié)抗拉強(qiáng)度均低于干燥環(huán)境下的，且分別減小11.1%、28.9%、8.9%和4.3%。收縮變形主要發(fā)生在前120d，隨聚灰比增大而減小，均低于未改性砂漿。環(huán)氧改性砂漿抗氯離子滲透性和硫酸鹽侵蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于普通砂漿，抗蝕系數(shù)隨聚灰比增加而先增大后減小。
　　丙乳改性砂漿抗折強(qiáng)度基本隨丙乳量增加而降低。除水灰比為0.26外，其它水灰比的抗折強(qiáng)度都低于未改性砂漿。丙乳改性砂漿抗壓強(qiáng)度基本都大于未改

4、性砂漿，且隨水灰比增大而減小。28d和90d粘結(jié)抗折強(qiáng)度均大于未改性砂漿，最大增幅可達(dá)50%。丙乳改性砂漿收縮變形和不同環(huán)境下粘結(jié)抗拉強(qiáng)度與環(huán)氧改性砂漿變化趨勢(shì)基本相同?？孤入x子滲透性和抗硫酸鹽侵蝕性都優(yōu)于未改性砂漿。
　　通過(guò)掃描電鏡觀察改性砂漿發(fā)現(xiàn)針狀的鈣礬石被一些薄膜粘結(jié)在一起，在水泥水化過(guò)程中，聚合物失水成膜，形成特殊橋鍵，有利于減少砂漿內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生。X射線衍射分析結(jié)果表明，聚合物加入后未發(fā)現(xiàn)新物相生成，改性后凈漿中C

5、3S和C2S降低，Ca(OH)2和AFt衍射峰強(qiáng)度比純水泥凈漿中高，聚合物能夠促進(jìn)水泥水化反應(yīng)。
　　通過(guò)ANSYS分析發(fā)現(xiàn)，粘結(jié)抗折試件在外荷載作用下，產(chǎn)生了明顯變形，變形最大位置發(fā)生在試件中部，最大值為0.018mm。Y方向最大位移出現(xiàn)在中部頂面加載區(qū)，其值為-0.017mm，第一主應(yīng)力最大值為5.752MPa，出現(xiàn)在中部底面粘結(jié)區(qū)，最大拉應(yīng)變?yōu)?.02×10-4，出現(xiàn)在中部底面粘結(jié)區(qū)，最大壓應(yīng)變?yōu)?.91×10-4，出現(xiàn)在中