隧道衬砌混凝土修复用喷射SHCC力学性能试验研究

摘要

隧道缩短了人们出行的路程，提高了出行的效率，方便了人们的生活，同时也缓解了交通紧张的问题。然而随着科技的不断发展，隧道也受着诸多因素的影响，如地震、洪水、泥石流、火灾等，这些灾害严重地影响了隧道的稳定性，由于隧道还是一个半隐蔽的工程，这无疑增加了维修的困难性，同时还给交通带来很多不便。因此对隧道的修复要尽可能在短时间内完成，并且修复后的结构应该具备一定的耐久年限，然而现今很多结构在修复后的短时间内出现各种各样的问题，不得不对结构进行再次修复，这样周而复始的措施不仅浪费了材料，同时也浪费了大量的人力和时间，其修复的代价是不言而喻的。
　　本文针对当前结构修复所面临的诸多问题，结合前人对PVA-SHCC的研究成果，利用速凝剂具有速凝快凝的特性，进而提出了文章的研究思路。向水泥基体中加入纤维和速凝剂，其中纤维的加入可以起到阻裂、防渗、抗拉以及抗冲击的作用，提高了材料的耐久性能;而速凝剂的加入可以使修复材料快速凝结，从而达到快速修复的目的，使结构尽快投入到使用当中，以免对交通造成影响。试验中将使用液体速凝剂，根据规范对其质量进行检测，然后向PVA-SHCC中加入不同量的液体速凝剂，制作成40mm×40mm×160mm的试块，测其一定龄期的抗压、抗折以及四点弯曲强度。试验结果表明，速凝剂的加入有效地提高了材料的早期强度，与未加入速凝剂的相比，材料的后期强度有着一定程度的降低，同时速凝剂的加入很好的改善了材料的弯曲韧性，提高了修复材料的弯曲强度。
　　其次结构修复一个很重要的指标就是界面的粘结性能，粘结性能的好坏直接关系到修复的成败。本试验将采用粘结抗拉的方法来测定界面的粘结性能，通过粘结抗拉试验发现，速凝剂的掺量越多，结构界面的粘结性能也就越好，这在一定的程度上也提高了结构修复的成功率。最后对修复材料进行了展望，为学者以后对结构修复的研究奠定了基础。试验中充分利用了纤维自身的优越性以及速凝剂的特性，一定程度上克服了当前结构修复的缺陷，试验的研究成果对隧道衬砌混凝土的修复以及其它结构的修复用喷射SHCC提供了一定的参考价值，具有重要的意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 纤维类工程材料的发展历程

1．1．1 纤维增强水泥基复合材料的发展概况

1．1．2 高性能纤维增强水泥基复合材料的发展概况

1．1．3 工程水泥基复合材料的发展概况

1．2 速凝剂的发展概况

1．2．1 速凝剂的分类

1．2．2 速凝剂研究现状

1．2．3 速凝剂存在的缺陷以及研发趋势

1．3 隧道衬砌混凝土修复研究现状

1．3．1 隧道发展概况

1．3．2 隧道病害的原因

1．3．3 国内外研究现状

1．4 本文研究背景、内容和意义

1．4．1 研究背景

1．4．2 研究内容

1．4．3 研究意义

1．5 本章小结

第二章 速凝剂的品质检测及等级确定

2．1 试验原材料与仪器设备的准备

2．1．1 试验原材料的准备

2．1．2 试验仪器设备

2．2 试件的制作与试验流程

2．2．1 试验配合比及模具尺寸

2．2．2 制作工艺

2．2．3 试验的流程

2．3 数据分析及等级确定

2．3．1 初终凝时间

2．3．2 试件的强度计算与评定

2．3．3 速凝剂等级确定

2．4 本章小结

第三章 速凝剂对SHCC抗压抗折性能的影响

3．1 试验原材料及试验仪器设备

3．1．1 试验原材料的准备

3．1．2 试验所需的仪器设备

3．2 试件成型及试验流程

3．2．1 试验配合比的确定

3．2．2 试件成型工艺

3．2．3 抗压抗折试验测定

3．3 试验结果处理与分析

3．3．1 抗折试验结果与分析

3．3．2 抗压试验结果与分析

3．4 本章小结

第四章 速凝剂对SHCC弯曲性能的影响

4．1 SHCC的弯曲性能及荷载-挠度曲线模型

4．1．1 SHCC的弯曲性能

4．2．2 弯曲荷载-挠度曲线模型

4．2 试件的设计及试验装置

4．2．1 试件的制作及养护

4．2．2 试验加载装置

4．3 试验结果的评价方法与计算分析

4．3．1 试验结果的评价方法

4．3．2 试验结果的计算分析

4．4 试件弯曲韧性的评价

4．4．1 弯曲韧性评价方法

4．4．2 结果的处理与分析

4．5 本章小结

第五章 界面粘结性能的试验研究

5．1 界面粘结性能测定的方法

5．1．1 拉应力方法

5．1．2 剪应力方法

5．2 界面处理方法

5．2．1 刮削处理

5．2．2 磨砂处理

5．2．3 钻孔处理

5．2．4 钢刷刷净与高压水射处理

5．3 试验仪器与试件的制作

5．3．1 试验仪器

5．3．2 试件制作

5．4 粘结测定及结果分析

5．4．1 粘结测定

5．4．2 结果处理与分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 试验结论

6．2 存在问题及展望

6．2．1 本实验存在的问题

6．2．2 对修复材料的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢