水泥路面MPC快速修复材料研发及应用技术研究

摘要

水泥混凝土路面养护维修问题一直以来制约其在道路工程中的应用和发展，也是道路工作者研究的热点。水泥混凝土路面病害以裂缝居多。裂缝的养护维修普遍采用普通硅酸盐水泥，养生成型时间长，严重影响工程进度和道路交通。而磷酸镁材料具有凝结时间灵活可控、强度高、体积变化小等优势，可以广泛地应用于
　　水泥混凝土路面裂缝修补。因此论文深入研究MPC磷酸镁快速修复材料组成、性能、施工工艺，充分发挥其快速、高强修复特色，具有重要意义。
　　就MPC初凝时间、流动性和强度的影响因素及变化规律进行分析，提出MPC生产配方，然后就材料粘结性能、体积稳定性、耐久性、施工工艺进行了全面研究。
　　MPC基本性能与其组成、配比密切相关，增加P/M和四硼酸钠，MPC初凝时间将会延长，流动性增大，但其强度有所降低;适当提高水胶比与粉煤灰用量，MPC初凝时间无明显变化，但是会很大程度改善浆体的流动性;过高的水胶比和砂胶比不利于强度发展，而采用适量的粉煤灰取代部分粉体材料可提高强度。基于基本性能和经济性考虑，最佳P/M为1/4，通过调节四硼酸钠用量、水胶比和集料用量来控制MPC的施工性能和力学性能，得到适合于不同类型病害修复的材料配方，即MPC-Ⅰ、MPC-Ⅱ、MPC-Ⅲ和MPC-Ⅳ。当路面裂缝较多、基本丧失承载能力时，采用辅修法并配合MPC-Ⅲ或MPC-Ⅳ型修复材料，具有较好的修复效果和经济性;对于宽度在0.6cm以上的裂缝可以采用直接灌注并配合MPC-Ⅰ材料达到快速修复要求若裂缝宽度小于0.2cm，可以通过压力注浆或扩缝粘结的方法进行修补。在进行裂缝修复时，相比普通硅酸盐水泥和快硬SAC水泥，MPC初期强度发展更快，2h可以达到30MPa以上;初期收缩小，体积稳定好，仅为普通水泥收缩的几分之一;早期粘结强度更高，界面性能更为优异。MPC在水环境下的耐侵蚀能力表现良好，具有优异的耐硫酸盐侵蚀能力;MPC拥有较强的抗渗能力、耐磨性和抗盐冻能力。从甘肃麦积山隧道等项目应用情况来看，MPC具有良好的技术经济优势。
　　因此，充分发挥MPC材料的技术优势，对水泥混凝土路面裂缝进行修复，不仅可以达到良好的修复效果，而且能够短时间成型及开放交通，具有良好的技术经济效益。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．4 论文主要研究内容

2 MPC快速修复材料配比与基本性能研究

2．1．1 P／M值对初凝时间的影响

2．1．2 四硼酸钠对初凝时间的影响

2．1．3 w／b对初凝时间的影响

2．1．4 粉煤灰对初凝时间的影响

2．2 MPC快速修复材料流动性影响因素及其变化规律

2．2．1 P／M值对流动度的影响

2．2．2 四硼酸钠对流动度的影响

2．2．3 w／b对流动度的影响

2．2．4 粉煤灰对流动度的影响

2．3 MPC快速修复材料强度影响因素及其变化规律

2．3．1 P／M值对强度的影响

2．3．2 四硼酸钠对强度的影响

2．3．3 w／b对强度的影响

2．3．4 粉煤灰对强度的影响

2．3．5 修补体积和用砂量对强度的影响

2．3．6 环境温度对强度的影响

2．4 MPC快速修复材料配方的提出

2．5 本章小结

3 MPC快速修复材料耐久性研究

3．1 MPC快速修复材料耐侵蚀性

3．1．1 淡水侵蚀

3．1．2 硫酸盐侵蚀

3．2 MPC快速修复材料抗渗性

3．3 MPC快速修复材料抗盐冻性

3．4 MPC快速修复材料耐磨性

3．5 本章小结

4 MPC快速修复材料裂缝修复性能研究

4．1 体积稳定性

4．1．1 胶砂比对收缩的影响

4．1．2 四硼酸钠对收缩的影响

4．1．3 水胶比对收缩的影响

4．1．4 粉煤灰对收缩的影响

4．2 粘结性能

4．2．1 粘结界面的表观质量

4．2．2 粘结界面渗水性

4．2．3 界面粘结强度

4．3 本章小结

5 水泥路面MPC快速修复材料工程应用

5．1 水泥混凝土道面病害类型及成因

5．2 MPC材料快速修复工艺

5．3 MPC材料修复方法及工程化应用

5．3．1 翻修法

5．3．2 直接灌注法

5．3．3 条带加筋罩面法

5．3．4 压注灌浆法

5．3．5 扩缝黏结法

5．4 技术经济效益分析

5．4．1 技术效益分析

5．4．2 经济效益分析

6 结论与建议

6．1 主要结论

6．2 进一步研究的建议

致谢

参考文献