本文關(guān)鍵詞：混凝土表面處理對水泥基材料滲透性和微觀結(jié)構(gòu)的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：混凝土的諸多性能,如滲透性、抗碳化、抗氯離子侵蝕及力學性能等諸多性能均受到表面層質(zhì)量的影響。低質(zhì)量的表面層容易開裂,最終導致混凝土的劣化。相較于其他眾多保護措施,混凝土表面處理是一種經(jīng)濟且有效地提高混凝土耐久性的方法。許多學者在混凝土表面處理方面做過深入的研究,但絕大部分研究都是基于有機表面處理,很少針對無機表面處理方法。雖然有機表面處理能有效地提高水泥基材料的耐久性,但多是具有揮發(fā)性的有機化合物和有機涂層,其在制造及使用過程中易污染空氣,且容易在紫外線、高溫下老化。鑒于此,本研究圍繞氟硅酸鹽類、硅酸鹽類和碳酸鹽類表面處理劑以及CO2表面處理等4大類無機表面處理方法對水泥基材料耐久性和微觀結(jié)構(gòu)的影響展開。首先,通過吸水率實驗測試了4類無機表面處理方法對水滲透性的影響,此外通過水蒸氣滲透性和氯離子遷移系數(shù)評價它們對水泥基材料滲透性的影響。結(jié)果表明,4類表面處理劑在改善混凝土水滲透性方面均有較好的作用,且氟硅酸鹽、硅酸鹽和CO2表面處理都能降低水泥基材料的水蒸氣滲透性和氯離子遷移系數(shù)。此外,大多數(shù)無機表面處理劑需要一定的養(yǎng)護時間才能發(fā)揮出較好的保護作用。氟硅酸鎂需要7d,模數(shù)為2的水玻璃需要14d,而模數(shù)為3的水玻璃在14d后才能顯現(xiàn)其優(yōu)勢。氟硅酸鈉預處理不僅能改善水玻璃處理劑的早期效果,還能提高其對于抵抗氯離子侵蝕的能力。碳酸氫鈉所需的作用時間較短,但最終處理效果不如碳酸鈉處理。對于CO2表面處理,水灰比越低,碳化時間越長,其處理效果越好。并且后期水養(yǎng)對于CO2表面處理的效果也有改善作用。此外,通過熱重分析、紅外分析和環(huán)境掃描電鏡等先進測試手段對氟硅酸鹽類和硅酸鹽類處理劑、碳酸鹽表面處理劑以及CO2表面處理等無機表面處理方法對微觀結(jié)構(gòu)的影響進行了測試。結(jié)果表明,氟硅酸鹽和硅酸鹽表面處理能降低基體表面層的孔隙率,且降低臨界孔徑和大于100nm的有害孔比例。經(jīng)過氟硅酸鹽和硅酸鹽表面處理后基體表層漿體的化學成分發(fā)生變化,氫氧化鈣的含量減少,而碳酸鈣、C-S-H凝膠和硅凝膠的含量增加并有新的產(chǎn)物生成,其影響深度約3-4mm。其中氟硅酸鈉預處理和水玻璃處理的方法對表面層的微觀結(jié)構(gòu)改善作用最顯著,這是因為氟硅酸鈉與水玻璃之間的相互作用能夠形成致密的硅膠薄層。對于碳酸鹽表面處理,其影響深度約3mm左右,當碳酸鈉濃度低于15%時,其孔隙率隨著濃度的增加而明顯降低,碳化程度和碳酸鈣含量隨著處理劑濃度的增加而增加,但當濃度高于15%時,孔隙率雖然繼續(xù)減小,但大孔所占比例增加,且C-S-H含量明顯減小。CO2表面處理能夠在水泥基材料表面形成1-2mm的致密碳化層,增加了表面致密度;CO2表面處理在試件表面生成了致密的碳酸鈣保護層,并再試件表面發(fā)現(xiàn)毛絨狀的硅膠顆粒。碳酸鈣的含量、顆粒大小和結(jié)晶度隨著CO2表面處理時間的增加而增大。與自然碳化相比,CO2表面處理的水泥砂漿表層仍有C-S-H,并且其含量隨著后期水養(yǎng)的進行逐漸增多,并未因碳化而完全失去C-S-H凝膠,導致開裂。
【關(guān)鍵詞】：表面處理劑 氟硅酸鹽 水玻璃 碳酸鹽 二氧化碳 滲透性
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU528
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第1章 緒論15-19
• 1.1 研究背景15-17
• 1.2 研究目的和意義17
• 1.3 研究方法和內(nèi)容17-19
• 第2章 文獻綜述19-43
• 2.1 表面處理的分類和作用機理19-27
• 2.1.1 表面涂層19-22
• 2.1.2 憎水滲透表面處理22-23
• 2.1.3 毛孔阻塞型表面處理23-25
• 2.1.4 多功效表面處理25-27
• 2.2 表面處理對混凝土物理和力學性能的影響27
• 2.3 表面處理對混凝土耐久性的影響27-34
• 2.3.1 水滲透性27-29
• 2.3.2 氯離子擴散29-31
• 2.3.3 抗碳化性能31-32
• 2.3.4 硫酸侵蝕32-33
• 2.3.5 凍融破壞33
• 2.3.6 鋼筋銹蝕33-34
• 2.4 表面處理的耐久性和適用性34-36
• 2.5 表面處理劑的影響因素36-41
• 2.5.1 透氣性36
• 2.5.2 粘結(jié)強度36-37
• 2.5.3 滲透深度/涂層厚度37-38
• 2.5.4 裂縫橋接性38-40
• 2.5.5 處理方法和條件40-41
• 2.6 本章小結(jié)41-43
• 第3章 原材料及實驗方法43-52
• 3.1 主要原材料及其性能43-44
• 3.1.1 純硅酸鹽水泥43
• 3.1.2 細集料43-44
• 3.1.3 表面處理劑44
• 3.1.4 CO_2氣體44
• 3.1.5 水44
• 3.2 試樣制備和養(yǎng)護44-45
• 3.3 表面處理方法45-47
• 3.4 試驗方法47-52
• 3.4.1 抗壓強度47
• 3.4.2 吸水率47
• 3.4.3 水蒸氣滲透性47-48
• 3.4.4 氯離子電遷移48
• 3.4.5 顯微硬度48-49
• 3.4.6 真空保水法測孔隙率49
• 3.4.7 孔結(jié)構(gòu)測試49-50
• 3.4.8 熱重分析50
• 3.4.9 紅外光譜分析50-51
• 3.4.10 環(huán)境掃描電子顯微鏡51-52
• 第4章 氟硅酸鹽和硅酸鹽表面處理52-76
• 4.1 前言52
• 4.2 氟硅酸鹽和硅酸鹽表面處理對滲透性的影響52-60
• 4.2.1 水滲透性52-56
• 4.2.2 水蒸氣滲透性56-59
• 4.2.3 氯離子滲透性59-60
• 4.3 硅酸鹽表面處理對微觀結(jié)構(gòu)的影響60-74
• 4.3.1 顯微硬度60
• 4.3.2 孔結(jié)構(gòu)60-64
• 4.3.3 化學組成64-70
• 4.3.4 表面形貌70-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 第5章 碳酸鹽表面處理76-90
• 5.1. 前言76
• 5.2 碳酸鹽滲透深度76-77
• 5.3 碳酸鹽表面處理對滲透性的影響77-84
• 5.3.1 水滲透性77-80
• 5.3.2 水蒸氣滲透性80-83
• 5.3.3 氯離子滲透性83-84
• 5.4 碳酸鹽表面處理對微觀結(jié)構(gòu)的影響84-88
• 5.4.1 孔結(jié)構(gòu)84-85
• 5.4.2 化學組成85-87
• 5.4.3 表面形貌87-88
• 5.5 本章小結(jié)88-90
• 第6章 二氧化碳表面處理90-104
• 6.0 前言90
• 6.1 作用深度90-91
• 6.2 強度91-92
• 6.3 二氧化碳表面處理對滲透性的影響92-97
• 6.3.1 水滲透性92-94
• 6.3.2 水蒸氣滲透性94-96
• 6.3.3 氯離子滲透性96-97
• 6.4 二氧化碳表面處理對微觀結(jié)構(gòu)的影響97-102
• 6.4.1 熱重分析97-98
• 6.4.2 紅外光譜98-100
• 6.4.3 環(huán)境掃描電子顯微鏡100-102
• 6.5 本章小結(jié)102-104
• 結(jié)論與展望104-107
• 參考文獻107-126
• 致謝126-127
• 附錄A(攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄)127

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