Studie über interfaciale Übergangsbereiche zwischen Magnesiumphosphatzement und Portlandzementbetonbelag

Der Portlandzementbetonbelag (PCCP) leidet häufig unter verschiedenen umweltbedingten Beschädigungen und Lastversagen durch Fahrzeuge, was zu Eckenfrakturen, Schlaglöchern und anderen Schäden führt. Schnelle Reparaturen sind zu einer effektiven Methode geworden, um den Verkehr zügig wiederherzustellen. In dieser Studie wird ein neuartiges schnelles Reparaturmaterial, basaltfaserverstärkter polymermodifizierter Magnesiumphosphatzement (BFPMPC), verwendet, um den PCCP schnell zu reparieren. Besonders konzentriert sich die Untersuchung auf die mechanischen Eigenschaften und Merkmale der Reparaturgrenzen, die als interfaciale Übergangsbereiche (ITZs) bezeichnet werden, die durch BFPMPC und Beton entstehen, da diese ein entscheidender Faktor für die Leistung der schnellen Reparatur sind. Der Veränderungstrend der elastischen Moduli wurde durch Nanoindentationsexperimente in den ITZs untersucht, wobei eine Dekonvolutionsanalyse durchgeführt wurde, um die elastischen Moduli bestimmter Substanzen zu bestimmen. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass der elastische Modulus von ITZ-1 mit einer Breite von etwa 20 μm als 0,098-facher des Zuschlags und 0,51-facher des gewöhnlichen Portlandzementmörtels (OPC) angesehen werden kann. Der BFPMPC-OPC-Mörtel-ITZ hat grob die gleichen mechanischen Eigenschaften wie die ITZ zwischen Zuschlag und BFPMPC. Ein multi-skala-repräsentatives zweidimensionales Modell wurde durch zufälligen Zuschlag und eine zweidimensionale erweiterte Finite-Elemente-Methode (XFEM) erstellt, um die mechanischen Eigenschaften der Reparaturgrenze zu untersuchen. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass die ITZ, die durch die Schnittstelle von BFPMPC und OPC-Mörtel sowie Basaltzuschlag entsteht, am anfälligsten für Versagen ist, was mit den Ergebnissen der Nanoindentationsexperimente übereinstimmt.