本文關(guān)鍵詞：混凝土表面處理對(duì)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(xué)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(dǎo)致混凝土的劣化。相較于其他眾多保護(hù)措施,混凝土表面處理是一種經(jīng)濟(jì)且有效地提高混凝土耐久性的方法。許多學(xué)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(jī)表面處理,很少針對(duì)無(wú)機(jī)表面處理方法。雖然有機(jī)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(jī)化合物和有機(jī)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(wú)機(jī)表面處理方法對(duì)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(shí)驗(yàn)測(cè)試了4類無(wú)機(jī)表面處理方法對(duì)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(píng)價(jià)它們對(duì)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(wú)機(jī)表面處理劑需要一定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間才能發(fā)揮出較好的保護(hù)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(shì)。氟硅酸鈉預(yù)處理不僅能改善水玻璃處理劑的早期效果,還能提高其對(duì)于抵抗氯離子侵蝕的能力。碳酸氫鈉所需的作用時(shí)間較短,但最終處理效果不如碳酸鈉處理。對(duì)于CO2表面處理,水灰比越低,碳化時(shí)間越長(zhǎng),其處理效果越好。并且后期水養(yǎng)對(duì)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(jìn)測(cè)試手段對(duì)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(wú)機(jī)表面處理方法對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了測(cè)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(xué)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(yù)處理和水玻璃處理的方法對(duì)表面層的微觀結(jié)構(gòu)改善作用最顯著,這是因?yàn)榉杷徕c與水玻璃之間的相互作用能夠形成致密的硅膠薄層。對(duì)于碳酸鹽表面處理,其影響深度約3mm左右,當(dāng)碳酸鈉濃度低于15%時(shí),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(dāng)濃度高于15%時(shí),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(hù)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(shí)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(jìn)行逐漸增多,并未因碳化而完全失去C-S-H凝膠,導(dǎo)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(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(xiàn)綜述19-43
• 2.1 表面處理的分類和作用機(jī)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(duì)混凝土物理和力學(xué)性能的影響27
• 2.3 表面處理對(duì)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(kuò)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(xì)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(hù)44-45
• 3.3 表面處理方法45-47
• 3.4 試驗(yàn)方法47-52
• 3.4.1 抗壓強(qiáng)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(cè)孔隙率49
• 3.4.7 孔結(jié)構(gòu)測(cè)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(duì)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(duì)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(xué)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(duì)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(duì)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(xué)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(qiáng)度91-92
• 6.3 二氧化碳表面處理對(duì)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(duì)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(xiàn)107-126
• 致謝126-127
• 附錄A(攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)127

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1 龐曉，

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