絡(luò)合型功能外加劑對水泥基材料性能的影響及其作用機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-11 08:04
水泥基材料為多孔脆性非均相體系,在服役過程中遭受凍融循環(huán)和應(yīng)力荷載時(shí),極易造成內(nèi)部微裂紋和表面宏觀裂縫損傷,使其抗?jié)B性能、耐化學(xué)侵蝕和力學(xué)性能嚴(yán)重降低,導(dǎo)致混凝土構(gòu)筑物的服役壽命大大縮短。絡(luò)合型功能外加劑是一種可賦予混凝土裂縫自修復(fù)功能的添加劑,已被廣泛的研究應(yīng)用。然而,關(guān)于絡(luò)合型功能外加劑在不同條件下的絡(luò)合能力及其對水泥基材料的水化進(jìn)程、微觀結(jié)構(gòu)的影響研究很少,且現(xiàn)有的絡(luò)合型功能外加劑對裂縫的修復(fù)能力有限,限制了絡(luò)合型功能外加劑在自修復(fù)混凝土中的應(yīng)用。本文合成了一種高絡(luò)合容量的多元功能外加劑,研究比較了該多元絡(luò)合劑與葡萄糖酸鈉、順丁烯二酸鈉和檸檬酸鈉等絡(luò)合劑在不同溫度、pH條件下對不同離子的絡(luò)合能力;研究了不同類型絡(luò)合型功能外加劑對水泥基材料凝結(jié)時(shí)間、力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)、抗凍性及凍融損傷和表面裂縫的自修復(fù)性能影響。主要結(jié)論如下:(1)以順丁烯二酸酐為原料,合成了高絡(luò)合容量的多元功能外加劑,其絡(luò)合鈣離子容量達(dá)到813mg/g,遠(yuǎn)高于葡萄糖酸鈉、順丁烯二酸鈉和檸檬酸鈉對鈣離子的絡(luò)合容量。(2)不同種類絡(luò)合型功能外加劑絡(luò)合鈣離子能力均隨著溫度和pH的降低而減弱,其中合成的多元絡(luò)合型功能外加...
【文章來源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
灌封膠注射修復(fù)裂縫圖片
中空或微膠囊自修復(fù)混凝土是指將一些高分子膠黏劑或無機(jī)修復(fù)組分進(jìn)行中空或微膠囊封裝,再與混凝土進(jìn)行內(nèi)摻攪拌,利用混凝土開裂產(chǎn)生的應(yīng)力使中空或微膠囊破裂,修復(fù)組分流出固化以填充裂縫,修復(fù)機(jī)理如圖1-2所示[26,27]。圖 1-2 微膠囊封裝粘結(jié)劑修復(fù)機(jī)理在中空或微膠囊封裝膠粘劑自修復(fù)混凝土技術(shù)方面,Milla[28]通過力學(xué)強(qiáng)度和彈性模量的恢復(fù)研究了不同攪拌速度下合成的脲醛樹脂包覆四水合硝酸鈣微膠囊對混凝土的自修復(fù)性能的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):在轉(zhuǎn)速為 450rpm、摻有水泥質(zhì)量 0.50%微膠囊的混凝土在 86 天干濕循環(huán)損傷修復(fù)后,強(qiáng)度率恢復(fù)最大,達(dá)到損傷初始強(qiáng)度的 40%。在養(yǎng)護(hù)初期,摻有低轉(zhuǎn)速合成的微膠囊的混凝土具有比較好彈性模量恢復(fù),而在養(yǎng)護(hù)后期,摻有少量高轉(zhuǎn)速合成的微膠囊混凝土卻表現(xiàn)出良好的彈性模量恢復(fù)。Kanellopoulos[29]提出用玻璃管對液態(tài)硅酸鈉、硅溶膠、硅酸四乙酯和氧化鎂進(jìn)行封裝,制備成四種微膠囊。通過微膠囊和水泥基材料進(jìn)行混合,并對損傷的砂漿試樣分別進(jìn)行自然環(huán)境、高濕度環(huán)境和浸水條件三種方式養(yǎng)護(hù)。研究結(jié)果表明水在砂漿試樣損傷自修復(fù)過程中至關(guān)重要,浸水養(yǎng)護(hù)條件下,摻入微膠囊的損傷砂漿試樣裂縫收縮率達(dá)到 85%~100%。其中硅酸鈉和硅溶膠微膠囊對損傷的砂漿試樣在荷載和耐久性方面有較好的恢復(fù)率,并且這些礦物和主體砂漿試樣具有良好的相容性。Tittelboom[30]分別以玻璃和陶瓷管為壁材
圖 1-3 結(jié)晶外加劑自修復(fù)機(jī)理(A:結(jié)晶外加劑)51]選擇硅酸鈉和硅酸鉀作為活性組分,與有機(jī)鈉鹽復(fù)用的水泥基修復(fù)材料。將噴涂在混凝土表面,發(fā)現(xiàn)噴涂凝土不僅不易產(chǎn)生裂縫,且能修復(fù)已產(chǎn)生的龜紋或?qū)挾刃缘玫教岣摺B透性能優(yōu)異的硅酸乙酯與乙醇按照體積 1∶1 進(jìn)行面,對比普通砂漿,28 天吸水率下降 70%。同時(shí),凍時(shí)間的延長,吸水率降低、力學(xué)性能得到明顯恢復(fù)。中的鈣離子反應(yīng)生成硅酸鈣結(jié)晶填充修復(fù)砂漿內(nèi)部孔隙lores[53]將水泥質(zhì)量為 4%的結(jié)晶外加劑摻入混凝土中,在浸水、接觸水面、濕氣和暴露空氣等四種養(yǎng)護(hù)條件預(yù)制裂縫的混凝土試件進(jìn)行滲水性能和裂縫寬度測試過程中扮演著重要的角色。養(yǎng)護(hù)時(shí)間同為 48 天時(shí),浸m 的裂縫修復(fù)率達(dá)到 0.90,而在接觸水面、潮濕環(huán)境
本文編號(hào):3534309
【文章來源】:武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
灌封膠注射修復(fù)裂縫圖片
中空或微膠囊自修復(fù)混凝土是指將一些高分子膠黏劑或無機(jī)修復(fù)組分進(jìn)行中空或微膠囊封裝,再與混凝土進(jìn)行內(nèi)摻攪拌,利用混凝土開裂產(chǎn)生的應(yīng)力使中空或微膠囊破裂,修復(fù)組分流出固化以填充裂縫,修復(fù)機(jī)理如圖1-2所示[26,27]。圖 1-2 微膠囊封裝粘結(jié)劑修復(fù)機(jī)理在中空或微膠囊封裝膠粘劑自修復(fù)混凝土技術(shù)方面,Milla[28]通過力學(xué)強(qiáng)度和彈性模量的恢復(fù)研究了不同攪拌速度下合成的脲醛樹脂包覆四水合硝酸鈣微膠囊對混凝土的自修復(fù)性能的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):在轉(zhuǎn)速為 450rpm、摻有水泥質(zhì)量 0.50%微膠囊的混凝土在 86 天干濕循環(huán)損傷修復(fù)后,強(qiáng)度率恢復(fù)最大,達(dá)到損傷初始強(qiáng)度的 40%。在養(yǎng)護(hù)初期,摻有低轉(zhuǎn)速合成的微膠囊的混凝土具有比較好彈性模量恢復(fù),而在養(yǎng)護(hù)后期,摻有少量高轉(zhuǎn)速合成的微膠囊混凝土卻表現(xiàn)出良好的彈性模量恢復(fù)。Kanellopoulos[29]提出用玻璃管對液態(tài)硅酸鈉、硅溶膠、硅酸四乙酯和氧化鎂進(jìn)行封裝,制備成四種微膠囊。通過微膠囊和水泥基材料進(jìn)行混合,并對損傷的砂漿試樣分別進(jìn)行自然環(huán)境、高濕度環(huán)境和浸水條件三種方式養(yǎng)護(hù)。研究結(jié)果表明水在砂漿試樣損傷自修復(fù)過程中至關(guān)重要,浸水養(yǎng)護(hù)條件下,摻入微膠囊的損傷砂漿試樣裂縫收縮率達(dá)到 85%~100%。其中硅酸鈉和硅溶膠微膠囊對損傷的砂漿試樣在荷載和耐久性方面有較好的恢復(fù)率,并且這些礦物和主體砂漿試樣具有良好的相容性。Tittelboom[30]分別以玻璃和陶瓷管為壁材
圖 1-3 結(jié)晶外加劑自修復(fù)機(jī)理(A:結(jié)晶外加劑)51]選擇硅酸鈉和硅酸鉀作為活性組分,與有機(jī)鈉鹽復(fù)用的水泥基修復(fù)材料。將噴涂在混凝土表面,發(fā)現(xiàn)噴涂凝土不僅不易產(chǎn)生裂縫,且能修復(fù)已產(chǎn)生的龜紋或?qū)挾刃缘玫教岣摺B透性能優(yōu)異的硅酸乙酯與乙醇按照體積 1∶1 進(jìn)行面,對比普通砂漿,28 天吸水率下降 70%。同時(shí),凍時(shí)間的延長,吸水率降低、力學(xué)性能得到明顯恢復(fù)。中的鈣離子反應(yīng)生成硅酸鈣結(jié)晶填充修復(fù)砂漿內(nèi)部孔隙lores[53]將水泥質(zhì)量為 4%的結(jié)晶外加劑摻入混凝土中,在浸水、接觸水面、濕氣和暴露空氣等四種養(yǎng)護(hù)條件預(yù)制裂縫的混凝土試件進(jìn)行滲水性能和裂縫寬度測試過程中扮演著重要的角色。養(yǎng)護(hù)時(shí)間同為 48 天時(shí),浸m 的裂縫修復(fù)率達(dá)到 0.90,而在接觸水面、潮濕環(huán)境
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