【摘要】：水泥基材料在服役過程中受荷載作用及使用環(huán)境的影響,極易出現(xiàn)微裂縫和局部損傷,故而水泥基材料的裂縫自修復(fù)研究越來越受到關(guān)注。本文以研制能夠在開裂滲流狀態(tài)下發(fā)生自修復(fù)的水泥砂漿為研究目標(biāo),對具有物理和化學(xué)雙重作用的微膠囊及其自修復(fù)砂漿制備技術(shù)進行試驗研究;分析微膠囊的粒徑、摻量對自修復(fù)砂漿工作性能和力學(xué)性能的影響,確定合理的微膠囊粒徑及摻量;設(shè)計滲透裝置對自修復(fù)砂漿的修復(fù)性能進行評價,通過正交分析確定微膠囊最優(yōu)組分;同時,利用滲透性測試揭示微膠囊摻量及裂縫寬度對水泥基體自修復(fù)效果的影響,依據(jù)擴散控制化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程,結(jié)合試驗結(jié)果,建立自修復(fù)水泥基砂漿修復(fù)動力學(xué)模型。本研究的主要結(jié)論包括:(1)根據(jù)對自修復(fù)微膠囊的性能要求,以膨潤土、膨脹劑、反應(yīng)修復(fù)劑等物質(zhì)作為芯材、以溶脹性樹脂作為壁材,采用圓鍋造粒的方法制備自修復(fù)微膠囊。通過正交分析研究了溶脹性樹脂用量、原材料組成以及攪拌速率等工藝因素對微膠囊產(chǎn)率的影響,以此確定了最優(yōu)工藝。(2)利用微膠囊制備自修復(fù)水泥砂漿,研究微膠囊摻量和粒徑對自修復(fù)砂漿力學(xué)性能和工作性的影響。試驗發(fā)現(xiàn)相同微膠囊摻量下,微膠囊粒徑對自修復(fù)水泥砂漿強度的影響并不顯著。而微膠囊摻量對自修復(fù)水泥砂漿強度的影響比較顯著,砂漿的抗壓強度隨著微膠囊摻量的增加而降低。除此之外,微膠囊的摻量也明顯影響砂漿的流動性,隨著微膠囊摻量的增加,砂漿的流動性下降。(3)采用滲透性試驗評價自修復(fù)砂漿的修復(fù)性能。根據(jù)正交分析確定了微膠囊的最優(yōu)組分:膨潤土25%,膨脹劑20%,溶脹性樹脂粉末4%,反應(yīng)修復(fù)劑51%。研究裂縫寬度和微膠囊摻量對自修復(fù)砂漿修復(fù)效果的影響,結(jié)果表明自修復(fù)水泥基體的修復(fù)效果隨著裂縫寬度的增大而降低,隨著微膠囊摻量的增加而提高。(4)通過X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析,發(fā)現(xiàn)修復(fù)產(chǎn)物主要是碳酸鈣和鈣礬石。在試驗結(jié)果基礎(chǔ)上,建立了微膠囊自修復(fù)砂漿的裂縫修復(fù)動力學(xué)模型,并進行了驗證。
【圖文】：

(b)：含硅藻土(DE)試件，分別放在水中、沉淀基質(zhì)中養(yǎng)護；(c), (d)：DE 包裹細(xì)菌的試件，分別放在水中養(yǎng)護、沉淀基質(zhì)中養(yǎng)護；)圖 1-3 不同成分試件在光學(xué)顯微鏡下裂縫圖像(圖中對比尺 1mm)[28](a)在試樣裂縫中的析出形態(tài)。水中的固定化的細(xì)菌在試樣的裂縫中沉淀(b)降水使得樣品裂縫產(chǎn)生 DE 固定化細(xì)菌，浸入沉積介質(zhì)圖 1-4 硅藻土包裹細(xì)菌[28]

(b)：含硅藻土(DE)試件，分別放在水中、沉淀基質(zhì)中養(yǎng)護；(c), (d)：DE 包裹細(xì)菌的試件，，分別放在水中養(yǎng)護、沉淀基質(zhì)中養(yǎng)護；)圖 1-3 不同成分試件在光學(xué)顯微鏡下裂縫圖像(圖中對比尺 1mm)[28]
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU528

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本文編號：2679114