自愈合混凝土的發(fā)展可有效改善混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題,延長結(jié)構(gòu)的使用壽命,而水泥基材料自愈合性能的研究是自愈合混凝土發(fā)展的基礎(chǔ)。內(nèi)置愈合劑的微膠囊技術(shù)是目前較為有效的愈合方法之一,然而微膠囊的壁材與水泥基體之間的相容性問題會對愈合效果產(chǎn)生較大影響。因此,國內(nèi)外學者開始探索內(nèi)置愈合劑的無機多孔材料愈合方法,該方法不僅能夠解決相容性問題,還可以豐富自愈合技術(shù)的研究角度和使用范圍,進而推動混凝土結(jié)構(gòu)向著智能化、綠色化方向發(fā)展。為此,本文采用無機多孔材料作為愈合劑的載體,并研究其對水泥基材料自愈合性能的影響。主要包括如下研究內(nèi)容和研究成果:（1）以頁巖陶砂為硅酸鈉愈合劑的載體,制備了吸液性強、保液性好的膠囊化頁巖陶砂。首先通過斷面形貌的觀察和吸液倍率的測定,選擇頁巖陶砂作為愈合劑的載體;然后分析真空吸附方式對吸液能力和保液能力的影響,并設(shè)計四因素三水平正交試驗得到吸附處理過程中的最佳水平組合和最大吸附率;最后對頁巖陶砂進行包封處理,并以質(zhì)量損失法和離子溶出法評價包封處理的效果。（2）分析了不同愈合環(huán)境下裂縫處傳輸性能和裂縫寬度的變化情況,探究了膠囊化頁巖陶砂在水泥基材料中的愈合作用。首先確定標準... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

自生愈合的因素[1,19]

虼?可以將愈合劑吸附于無機多孔材料內(nèi)部，以內(nèi)置愈合劑的無機多孔材料提高水泥基材料的裂縫自主愈合性能。代爾夫特理工大學的SisomphonK等[31]將單氟磷酸鈉溶液（Na2FPO3）吸附于膨脹黏土輕骨料內(nèi)部，并包裹水泥漿層；然后將其摻入高爐礦渣水泥中，研究了膠砂試件耐久性的變化情況。該技術(shù)主要是以碳化作用為觸發(fā)機制，將輕骨料外部的水泥漿層破壞并釋放出內(nèi)部的愈合劑，Na2FPO3與基體中的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成磷灰石等礦物，從而改善基體的孔隙結(jié)構(gòu)，尤其是能夠改善骨料和基體之間界面過渡區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)，其自愈合機制如圖1-2所示。a)摻入基體b)碳化作用c)釋放愈合劑d)發(fā)生反應(yīng)圖1-2自愈合機制示意圖[31]CO2

怨樅芙喝?紙?詹牧戲直鷂?接?輕骨料內(nèi)部，形成智能化人工輕骨料（ALA），通過內(nèi)養(yǎng)護作用以及火山灰反應(yīng)，不僅可以調(diào)控水泥基材料內(nèi)部的濕度場，使微觀結(jié)構(gòu)更加致密化，還可以填充因干燥收縮所產(chǎn)生的微裂縫。硅溶膠具有一定的粘度，將其改性處理并吸附于輕骨料內(nèi)部，可提高輕骨料的保水性能、降低釋水性能，從而實現(xiàn)內(nèi)養(yǎng)護作用的可控性；此外，硅溶膠還會與Ca(OH)2發(fā)生火山灰反應(yīng)，反應(yīng)所生成的C-S-H凝膠可填充材料內(nèi)部的微裂縫。因此，該自愈合體系在水泥基材料中具有內(nèi)養(yǎng)護和自愈合的雙重作用，其內(nèi)養(yǎng)護和自愈合的機制如圖1-3所示。a)輕骨料吸附愈合劑b)輕骨料釋放愈合劑圖1-3內(nèi)養(yǎng)護和自愈合機制示意圖[32]澳大利亞的ArifuzzamanM和KimHS[33]研究了膨脹珍珠巖和硅酸鈉復合材料的力學性能，具體分析了膨脹珍珠巖中的硅酸鈉從液相、凝膠相到固相轉(zhuǎn)變過程中的釋水行為，并建立了制備參數(shù)、組分體積分數(shù)和性能之間的關(guān)系。這為今后使用該復合材料進行水泥基材料裂縫自愈合方面的研究提供了很好的借鑒意義。因為膨脹珍珠巖比其他輕骨料內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)更豐富，可吸附更多的愈合劑，進而提高其在水泥基材料中的愈合效率；但是由于膨脹珍珠巖的強度較低，可能會在攪拌過程破裂，所以需要通過包封或其他試驗方法來解決該問題。劍橋大學的AlghamriR等[34]研究了摻有內(nèi)置硅酸鈉溶液的輕骨料對水泥基材料自愈合性能的影響，發(fā)現(xiàn)預裂后的試件在水中愈合養(yǎng)護28d，抗折強度可以恢復80%，傳輸性能可以降低50%，并通過微觀測試分析方法證實了硅酸鈉的存在對于生成C-S-H凝膠的作用。在輕骨料吸附硅酸鈉和對輕骨料進行包封處理的過程中，硅酸鈉的濃度以及包封的效果也會影響裂縫的愈合能力，所以這些方面還有待于進一步的試驗分析。深圳大學的王險峰和


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