本文選題：LDHs材料 + 離子交換��； 參考：《武漢理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)代海洋工程混凝土長(zhǎng)期暴露在海水侵蝕的環(huán)境中,由此帶來(lái)的混凝土鋼筋銹蝕導(dǎo)致的混凝土劣化問(wèn)題一直威脅著混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,所以提高混凝土抗氯離子侵蝕能力對(duì)于現(xiàn)代混凝土環(huán)境友好化和長(zhǎng)壽命化十分關(guān)鍵。提高混凝土抗氯離子侵蝕能力的重點(diǎn)是延緩?fù)獠柯入x子向混凝土內(nèi)部傳輸?shù)乃俾?減小混凝土孔溶液中氯離子的濃度,只有當(dāng)孔溶液中的氯離子濃度達(dá)到某個(gè)閾值時(shí),鋼筋才開(kāi)始銹蝕。因此,如果能在氯離子滲透過(guò)程中吸附氯離子,對(duì)其加以固化,同時(shí)增加混凝土密實(shí)度,控制其滲透速率,從這兩方面入手,則可以限制氯離子在混凝土內(nèi)部的濃度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)混凝土抗氯離子侵蝕性能的目的。本文選用CaAl-NO3 LDHs為主要研究對(duì)象,將其作為一種氯離子固化劑加入到水泥基材料中,研究其對(duì)水泥混凝土抗氯離子滲透性能的影響。CaAl-NO3LDHs作為一種層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxide,簡(jiǎn)稱LDHs),具有離子交換特性,能夠在水泥基材料中選擇性吸附氯離子,從而降低自由氯離子濃度,延緩其在混凝土內(nèi)部的傳輸。本文簡(jiǎn)要介紹了LDHs材料的合成與表征方法以及LDHs的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并從水泥基材料體系的角度出發(fā),考察LDHs在模擬孔溶液中的化學(xué)性質(zhì)以及與水泥漿體的相互作用規(guī)律,并進(jìn)一步闡明LDHs材料提升混凝土抗離子侵蝕性能的機(jī)理。本文得到的研究結(jié)果表明:(1)實(shí)驗(yàn)室共沉淀法合成的CaAl-NO3 LDHs材料結(jié)晶狀態(tài)良好,晶體結(jié)構(gòu)為六方晶系,XRD圖譜顯示晶胞參數(shù)為a=b=0.305nm,c=2.587nm。CaAl-NO3LDHs的層間距為0.827nm。CaAl-NO3 LDHs材料具備離子交換能力,氯離子能交換出層間的硝酸根離子,得到氯離子插層的Ca-Al LDHs晶體結(jié)構(gòu),其層間距減小為0.7827nm,這是由于氯離子的離子半徑(0.168nm)比硝酸根的離子半徑(0.200nm)更小的緣故。(2)定量分析了CaAl-NO3 LDHs在水溶液和模擬孔溶液中的氯離子吸附能力,表明CaAl-NO3 LDHs吸附等溫線符合Langmiur模型,同時(shí)表明在LDHs層間存在特定的吸附位,由Langmiur吸附等溫線計(jì)算出的最大氯離子吸附量為3.38mM/g,與理論氯離子最大吸附量基本一致(3.26mM/g),在水泥凈漿中的吸附行為同樣符合Langmiur模型。(3)CaAl-NO3 LDHs與模擬孔溶液反應(yīng)后,生成的主要產(chǎn)物為CaAl-(NO3,OH)LDHs固溶體,CaAl-(NO3,OH)LDHs的形貌不規(guī)則,層間結(jié)構(gòu)不規(guī)整。CaAl-NO3 LDHs在模擬氯離子侵蝕之后,生成的主要產(chǎn)物為CaAl-(Cl,NO3,OH)LDHs,其中氯離子占據(jù)大部分層間吸附位。LDHs形貌恢復(fù)六角形層狀結(jié)構(gòu),晶型完整,結(jié)晶度好。(4)在水泥凈漿中摻入CaAl-NO3 LDHs粉末會(huì)加快水泥的初凝和終凝時(shí)間。CaAl-NO3 LDHs能夠增加硬化水泥漿體的早期強(qiáng)度,但對(duì)后期強(qiáng)度的增加并不明顯。適量CaAl-NO3 LDHs的摻入能改善水泥基材料抗氯離子滲透性能,但過(guò)量加入CaAl-NO3 LDHs會(huì)造成硬化水泥漿體密實(shí)度下降,孔隙率增大的負(fù)面影響,最佳摻量應(yīng)控制在1%~2%之間為宜。(5)LDHs-MK復(fù)合添加劑能顯著改善混凝土的抗氯離子滲透性能。CaAl-NO3 LDHs主要通過(guò)化學(xué)吸附作用提高混凝土抗氯離子侵蝕性能,而偏高嶺土(MK)主要通過(guò)提高水泥材料密實(shí)度提高混凝土抗氯離子侵蝕性能,兩者結(jié)合能構(gòu)建雙重防御體系,對(duì)水泥混凝土的耐久性提升效果更佳。
[Abstract]:CaAl - NO3LDHs is used as a kind of layered double metal hydroxide ( LDHs ) . ( 3 ) CaAl - NO3 LDHs is the main product of CaAl - ( NO3 , OH ) LDHs solid solution after the reaction of CaAl - NO3 LDHs with simulated pore solution .
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2041133