【摘要】：氯鹽侵蝕環(huán)境下的鋼筋混凝土耐久性問題一直得到廣泛關注,外界環(huán)境的氯離子浸入是導致混凝土鋼筋銹蝕的主要原因。本項目制備并研究一種新型水滑石類層狀化合物用以吸附氯離子,應用于水泥基材料中提高其抗氯離子侵蝕性。本研究采用水熱法制備了棒狀MgNiAl-LDHs和MgAl-LDHs,比較了MgNiAl-LDHs和MgAl-LDHs的結構形貌、MgNiAl-LDHs和MgAl-LDHs及焙燒產(chǎn)物MgNiAl-LDOs和MgAl-LDOs在水溶液中對氯離子的吸附性能,探討了不同的pH值、焙燒溫度、吸附劑的用量、吸附溫度、氯離子溶液濃度條件下MgNiAl-LDOs吸附氯離子的影響,通過氯離子外滲法研究了MgNiAl-LDOs在水泥基材料中固化氯離子能力,分析MgNiAl-LDOs在水泥基材料中固化氯離子的性能。實驗結果表明:(1)采用水熱法可制備棒狀MgNiAl-LDHs和MgAl-LDHs。(2)MgNiAl-LDHs焙燒之后失去層間水和陰離子,層狀結構被破壞,在水溶液中重新吸收陰離子之后經(jīng)過結構重組可以恢復其層狀結構,但重建后的結構完整性下降。(3)經(jīng)過500℃焙燒的MgNiAl-LDHs在投加量為2.0g/L,pH值為8,吸附溫度50℃條件下吸附性能最優(yōu),最大的平衡吸附量為130.02mg/g。(4)吸附動力學模型表明,MgNiAl-LDOs吸附氯離子過程符合準二級動力學方程;吸附等溫線模型表明,吸附氯離子過程符合Langmuir吸附等溫模型,理論最大吸附量為130.79mg/g。(5)氯離子濃度為1mol/L、氯鹽侵蝕28d條件下,MgNiAl-LDOs替代40%水泥摻入到混凝土中的固化氯離子量為54.1mg/g。MgNiAl-LDOs在水泥基材料中固化氯離子量與侵蝕時間、氯離子濃度、MgNiAl-LDOs的替代量呈正相關。(6)摻入到水泥基材料中的MgNiAl-LDOs重建了水滑石的層狀結構,并且形成了不規(guī)則的形狀。以此研究為基礎,推動更多更優(yōu)新型水滑石類化合物的制備用于改善混凝土抗氯離子滲透性能。
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU528
【圖文】：

圖 2.3 MgNiAl-LDHs 樣品的 EDS 分析析ET 表征結果列于表 2.3。由表可見，MgNiAl-LDHs別 197.621m2/g 和 102. 822m2/g�？梢钥闯鏊铣傻谋砻娣e。通常情況下比表面積較大，吸附能力s 是一種潛在的高效吸附劑。MgNiAl-LDO 和 MgAl徑分別為 206.132 m2/g、115.311. m2/g，0.609 mL.72 nm。可見，樣品經(jīng)焙燒后比表面積、孔容和孔徑焙燒后，改變了原來結構，引起比表面積、孔容和表 2.3 樣品的 BET 表征結果樣品mgA/2比表面積（）mLgVm/孔容（）n孔徑

由圖 4.2 分析可得，外界氯離子濃度的增加導致滲入混凝土中的氯離子濃度增加，固化的 MgNiAl-LDOs 量相應增加。當氯離子濃度為 1mol/L，固化氯離子量為 54.1mg/g。由此可知，混凝土中的孔隙率有限，孔隙中氯離子含量飽和，MgNiAl-LDOs 固化性能受到限制，MgNiAl-LDOs 無法充分利用。4.4 SEM 形貌分析初始焙燒鎂鎳鋁水滑石（MgNiAl-LDOs）及其在混凝土試塊中吸附氯離子后 MgNiAl-LDOs 的 SEM 掃描電鏡圖分別如圖 4.3、圖 4.4 所示，可以看出初始MgNiAl-LDOs 高溫焙燒后失去層間結合水和陰離子，棒狀層狀結構發(fā)生彎曲斷裂，在吸附氯離子之后，MgNiAl-LDOs 雖然恢復了部分層狀結構，但是斷裂棒狀結構無法恢復，變得短小，且有部分雜質(zhì)，形狀明顯不規(guī)則，沒有了之前的交叉支撐的立體結構。

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