【摘要】：鋼筋的腐蝕破壞是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)失效的重要原因。經(jīng)過多年的研究表明,現(xiàn)有的許多保護(hù)鋼筋的措施中,涂層被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)有效的手段。目前廣泛應(yīng)用的環(huán)氧涂層結(jié)構(gòu)致密、抗化學(xué)侵蝕性能好,但是易老化開裂、并且與鋼筋與混凝土的界面相容性較差。針對現(xiàn)有環(huán)氧鋼筋涂層的問題,本研究提出一種基于磷酸鹽水泥的鋼筋保護(hù)涂層。磷酸鹽水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)具有高膠凝性,可以在鋼筋表面形成保護(hù)層,也可以與鋼筋及混凝土形成有效的粘結(jié)。用纖維改性的方法增強(qiáng)磷酸鹽水泥的韌性,使得鋼筋保護(hù)涂層更加堅韌不易開裂,從而形成一種理想的鋼筋保護(hù)涂層。本研究首先對用聚乙烯醇(PVA)纖維改善磷酸鹽水泥的韌性。通過工作性能、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、斷裂能等實驗確定PVA纖維對磷酸鹽水泥的韌性改善效果,并確定合適的PVA纖維摻量。通過環(huán)境掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線三維重構(gòu)顯微鏡(XCT)觀察PVA纖維在磷酸鹽水泥基體中的狀態(tài)。結(jié)果表明,PVA纖維的加入有效提升了磷酸鹽水泥的韌性,纖維摻量以水泥質(zhì)量的1%為宜,PVA纖維在基體中保存完好,形成均勻亂向分散起到抗裂的作用。然后,用1%的纖維摻量的磷酸鹽漿體制作纖維改性MPC涂層并研究其力學(xué)性能。通過拉伸實驗研究涂層的變形能力,通過握裹力實驗研究涂層對鋼筋和混凝土結(jié)合能力的影響,通過劃格實驗和微觀觀察說明涂層與鋼筋的粘結(jié)能力,通過納米壓痕實驗研究涂層的微觀硬度和彈模。結(jié)果表明,PVA纖維改性MPC鋼筋涂層具有良好的變形能力,對鋼筋和混凝土結(jié)合能力的影響遠(yuǎn)小于環(huán)氧涂層可以忽略不計,與鋼筋具有良好粘結(jié)能力,同時涂層硬度高并且彈性模量與混凝土接近。涂層優(yōu)良的力學(xué)性能可以保證在混凝土結(jié)構(gòu)中有效的工作。接著,對PVA纖維改性MPC鋼筋涂層的耐久性,也就是對鋼筋的保護(hù)性能進(jìn)行了研究。通過鹽霧實驗和電化學(xué)實驗研究涂層的抗氯離子的性能,通過SEM-EDS觀察界面鈍化層,通過模擬孔隙液浸泡實驗驗證涂層在高堿性環(huán)境中的狀態(tài)是否能適應(yīng)混凝土中的環(huán)境,通過通電加速銹蝕驗證涂層對鋼筋的長期保護(hù)效果。結(jié)果表明,PVA纖維改性MPC涂層對氯離子具有很好的抵抗效果,除了物理隔絕作用外,在涂層與鋼筋界面的鈍化膜是其保護(hù)效果優(yōu)良的主要原因。涂層在高堿性環(huán)境下也可保存完好,適于混凝土結(jié)構(gòu)中使用。通電加速實驗表明有涂層的試件銹蝕率明顯低于空白試件,說明涂層良好的保護(hù)性能。本文采用PVA纖維改性MPC鋼筋性能具有很好的力學(xué)性能和耐久性能,是一種很有潛力的鋼筋涂層。建議進(jìn)一步研究如何采用噴涂的方法控制涂層厚度與質(zhì)量。
【圖文】：

水：實驗室自來水本章以MPC砂漿為研究對象，用PVA纖維對其進(jìn)行纖維改性。MPC砂漿由K、偏高嶺土、硼砂、石英砂和水調(diào)配而成，，其配合比為 7: 7:6: 0.875:20: 6。 工作性能MPC 漿體的工作性能包括初凝時間、終凝時間和流動擴(kuò)展度。測試流動度證 MPC 砂漿在制備成涂層時具有足夠的流動性可以便于涂刷操作。為了測度隨 PVA 纖維摻量的變化，選擇膠凝材料質(zhì)量的 0%，0.5%，1%，1.5%的行測試。測試?yán)w維長度對流動度的影響，選擇的長度為 12mm 和 6mm 的纖凝時間和終凝時間的目的是保證 MPC 水泥具有足夠的時間來進(jìn)行涂刷，確的完整性。12 mm 39μm 1600MPa 40GPa 1.2g/cm3

將原狀 PVA 纖維束蓬松至纖維間相互不黏連的狀態(tài)，然中加入 PVA 纖維，利用 MPC 漿體的粘性和快速攪拌將纖步驟制備 PVA 纖維改性 MPC 砂漿試體：（1）將 MPC 砂2）將其中的 KH2PO4、鎂砂、偏高嶺土、石英砂和硼砂放水加入攪拌機(jī)中攪拌 2min；（4）向攪拌機(jī)中的漿體中分批 2-3min；（5）將攪拌好的漿體倒入模具中振搗刮平；（6）室。與抗壓強(qiáng)度實驗按照 GB/ T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢尺寸為 40 ×40×160 mm。試件脫模后在空氣中養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)5%。養(yǎng)護(hù)至規(guī)定天數(shù)后，在 YZH-300-10 型水泥抗折抗壓 2-3 所示。纖維摻量分別占膠凝材料質(zhì)量比的 0%，0.5% 1%測量了纖維長度為 6mm 和 12mm 的試件的抗折與抗
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU375

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2676230