【摘要】：裂縫是水泥基材料構(gòu)件中不可避免的危害性缺點(diǎn),如果水泥基材料的裂縫在其微裂紋階段就能得到有效的修復(fù),并且是環(huán)境響應(yīng)型的自動(dòng)修復(fù),那么不僅可以防微杜漸,避免構(gòu)件破壞帶來的更加嚴(yán)重的后果,而且通過材料的自我環(huán)境響應(yīng)修復(fù),減少人力物力資源的使用,其意義不言而喻。本文研究環(huán)境響應(yīng)型高分子修復(fù)劑對(duì)水泥基材料的修復(fù)性能。通過在砂漿試塊中加入鋼絲,預(yù)制表面裂紋,將帶有裂紋的試塊置于八種不同的環(huán)境中(自來水、濃度6%硫酸鹽、人工海水、pH=12堿性溶液、pH=5酸性環(huán)境、pH=7中性環(huán)境、99%濕度、60%濕度)進(jìn)行自修復(fù)實(shí)驗(yàn),并利用聲波發(fā)射檢測(cè)、裂縫寬度檢測(cè)和水分傳輸性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)不同環(huán)境下修復(fù)劑的修復(fù)程度;通過混凝土結(jié)構(gòu)的氣體滲透性能以及孔結(jié)構(gòu)分析,研究修復(fù)劑對(duì)水泥基材料自身性能的影響,并且借助微觀分析手段,如掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、熱重分析儀(TG)等,研究砂漿經(jīng)過高分子修復(fù)劑修復(fù)之后的微觀表現(xiàn),建立高分子修復(fù)劑對(duì)砂漿裂紋修復(fù)的界面模型,確立高分子修復(fù)劑的修復(fù)機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在不同環(huán)境作用下,砂漿裂縫的修復(fù)程度并不相同。在自來水環(huán)境下,修復(fù)劑的修復(fù)效果高于試塊本身的修復(fù)能力;在硫酸鹽和海水環(huán)境下,不摻修復(fù)劑的試塊本身的修復(fù)效果和摻加修復(fù)劑的試塊的修復(fù)效果相當(dāng);在不同pH值環(huán)境下,摻加修復(fù)劑的試塊的修復(fù)效果優(yōu)于不摻修復(fù)劑的試塊,并且可以降低溶液環(huán)境的侵蝕作用,其中pH=12的堿性環(huán)境是修復(fù)效果最好的作用環(huán)境,酸性環(huán)境和中性環(huán)境兩者修復(fù)程度相當(dāng),都不如堿性環(huán)境的修復(fù)效果;濕度環(huán)境下的修復(fù)劑的修復(fù)效果低于溶液環(huán)境中的修復(fù)效果,并且環(huán)境濕度越低,修復(fù)劑的修復(fù)效果越差。通過混凝土結(jié)構(gòu)的氣體滲透性能以及孔結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)在正常水養(yǎng)環(huán)境養(yǎng)護(hù)下,修復(fù)劑的使用會(huì)略微增加混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔洞,并導(dǎo)致混凝土的抗?jié)B性略微降低;在模擬實(shí)際惡劣環(huán)境下,修復(fù)劑的使用可以降低惡劣環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的損傷,相對(duì)于未摻加修復(fù)劑的試樣的孔洞增加較少,滲透性也比未摻加修復(fù)劑的試塊小,可以推斷高分子修復(fù)劑材料對(duì)水泥基材料有一定的修復(fù)作用,在實(shí)際工程中具有一定的可行性;同時(shí)推理分析得到高分子修復(fù)劑的修復(fù)機(jī)理:高分子的物理吸附作用、高分子官能團(tuán)之間的界面結(jié)合作用以及高分子官能團(tuán)與金屬離子的絡(luò)合作用,通過三種物質(zhì)之間的相互作用,在砂漿試塊裂縫界面形成網(wǎng)狀連接結(jié)構(gòu),通過高分子的環(huán)境響應(yīng)性,吸收環(huán)境中的水分繼而膨脹,填充裂縫,既可以防止裂縫的繼續(xù)開展,也可以隔離砂漿試塊內(nèi)外空間,避免環(huán)境中的有害物質(zhì)侵入內(nèi)部而降低結(jié)構(gòu)的耐久性,使得裂縫得以修復(fù)。
【學(xué)位授予單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528
【圖文】：

圖 1-1 水泥基材料自修復(fù)體系[37]a.溶于水中的 Ca(OH)2 反應(yīng)生成 CaCO3 b.固體顆粒物質(zhì)填充裂縫c.水泥水化顆粒 d.水化的膠凝材料填堵裂縫雖然研究發(fā)現(xiàn)，水泥基材料自身的確有自我修復(fù)的能力，也可以提高水泥基材料本身的性能，并且不需要額外消耗其他的修復(fù)材料，但是僅僅依靠材料本身的自我恢復(fù)的能力，想要裂縫有所修復(fù)，所需要的時(shí)間是相當(dāng)長(zhǎng)的，而且在此修復(fù)過程中也會(huì)不可避免地產(chǎn)生新的損傷裂縫，降低混凝土自身的修復(fù)效果，所以水泥基材料本身的自修復(fù)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于服役期內(nèi)遭受的損傷。所以研究者繼續(xù)研究，以期通過修復(fù)材料結(jié)合水泥基材料，創(chuàng)造出新型的自修復(fù)材料。1.3.2 內(nèi)置纖維管自修復(fù)體系內(nèi)置纖維管自修復(fù)體系[38]-[39]，是通過在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部植入含有修復(fù)劑材料的空心纖維管，當(dāng)混凝土出現(xiàn)開裂，脆性的纖維管也會(huì)隨混凝土一起開裂，從而纖維管中的修復(fù)劑會(huì)流出，填堵裂縫，達(dá)到混凝土裂縫的自愈合效果。其修復(fù)機(jī)制如圖 1-2：

圖 1-1 水泥基材料自修復(fù)體系[37]a.溶于水中的 Ca(OH)2 反應(yīng)生成 CaCO3 b.固體顆粒物質(zhì)填充裂縫c.水泥水化顆粒 d.水化的膠凝材料填堵裂究發(fā)現(xiàn)，水泥基材料自身的確有自我修復(fù)的能力，也可以提，并且不需要額外消耗其他的修復(fù)材料，但是僅僅依靠材料想要裂縫有所修復(fù)，所需要的時(shí)間是相當(dāng)長(zhǎng)的，而且在此修產(chǎn)生新的損傷裂縫，降低混凝土自身的修復(fù)效果，所以水泥遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于服役期內(nèi)遭受的損傷。所以研究者繼續(xù)研究，以期材料，創(chuàng)造出新型的自修復(fù)材料。維管自修復(fù)體系維管自修復(fù)體系[38]-[39]，是通過在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部植入含有修，當(dāng)混凝土出現(xiàn)開裂，脆性的纖維管也會(huì)隨混凝土一起開裂會(huì)流出，填堵裂縫，達(dá)到混凝土裂縫的自愈合效果。其修復(fù)機(jī)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鮑其章;繆建雄;;混凝土裂縫的預(yù)防與處理[J];甘肅農(nóng)業(yè);2015年23期

2 朱國(guó)飛;黃浩瀚;崔宏志;;纖維和高吸水性樹脂組合的自修復(fù)水泥基材料吸水性研究[J];混凝土;2015年10期

3 桂強(qiáng);秦敏峰;李克非;;水泥基材料氣體滲透性研究進(jìn)展[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2015年10期

4 袁曉露;胡為民;劉冬梅;;微生物水泥凈漿的自修復(fù)性能研究[J];混凝土;2015年06期

5 錢春香;任立夫;羅勉;;基于微生物誘導(dǎo)礦化的混凝土表面缺陷及裂縫修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2015年05期

6 邢鋒;倪卓;;微膠囊-玄武巖纖維/水泥自修復(fù)復(fù)合材料超聲波性能[J];混凝土;2015年02期

7 倪卓;邢鋒;石開勇;黃戰(zhàn);黃健成;畢誠(chéng);;微膠囊對(duì)水泥自修復(fù)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)的影響[J];深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2015年01期

8 楊林;匡以壽;;TG固化劑水泥石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度及微觀結(jié)構(gòu)和固化機(jī)理的分析[J];森林工程;2014年03期

9 徐玉林;徐明波;楊水金;;XRD在無機(jī)合成中物相分析的應(yīng)用[J];湖北師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年04期

10 錢春香;李瑞陽;潘慶峰;羅勉;榮輝;;混凝土裂縫的微生物自修復(fù)效果[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年02期

本文編號(hào)：2723158