【摘要】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于具有良好的耐久性能,目前廣泛應(yīng)用于各類工程構(gòu)筑物中。然而混凝土作為一種多孔性材料,滲透性高,尤其是在海洋環(huán)境下,海水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物的入侵能夠帶入大量有害物質(zhì)特別是氯離子,導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋發(fā)生銹蝕,顯著縮短混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用壽命,從而造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。同時(shí),隨著現(xiàn)代構(gòu)筑物對(duì)混凝土性能要求的不斷提高,混凝土耐久性不足的問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。因此,如何有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題,延長(zhǎng)構(gòu)筑物的使用壽命已經(jīng)成為一個(gè)重大課題。水侵蝕是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低的重要原因,混凝土構(gòu)筑物的破壞大部分都與水的入侵有關(guān),只要能夠有效阻止外界水分進(jìn)入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部,混凝土結(jié)構(gòu)的大部分病害問(wèn)題都可以得到解決。而硅烷作為一種高滲透型防水材料,在20世紀(jì)80年代就開始被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)。與其他混凝土結(jié)構(gòu)防護(hù)涂層相比,硅烷處理混凝土結(jié)構(gòu)表面施工簡(jiǎn)單、使用年限長(zhǎng),對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)作用更為長(zhǎng)久。本文主要研究了硅烷浸漬對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)作用效果,分別測(cè)試了兩種硅烷材料對(duì)不同類型混凝土的吸水率、浸漬深度、抗氯離子滲透性(電通量、氯離子擴(kuò)散系數(shù))、抗碳化性能、抗鹽凍性能的影響。實(shí)驗(yàn)所用混凝土類型包括三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)普通硅酸鹽水泥混凝土(C35、C40、C45)和C35強(qiáng)度等級(jí)復(fù)合水泥混凝土。在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,通過(guò)Comsol Multiphysics軟件對(duì)基于氯離子侵蝕的混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命影響因素進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,采用正交試驗(yàn)分析方法模擬分析了硅烷浸漬深度、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土擴(kuò)散系數(shù)、外界氯離子初始濃度四個(gè)因素對(duì)混凝土內(nèi)部鋼筋表面氯離子最終濃度的影響大小,并進(jìn)行了單因素分析。研究結(jié)果表明：硅烷浸漬對(duì)混凝土吸水率的降低幅度可以達(dá)到將近90%；硅烷浸漬深度大概在5-10mm之間。混凝土強(qiáng)度等級(jí)越低,硅烷浸漬深度越大,硅烷浸漬對(duì)混凝土吸水率的降低效果越好。硅烷浸漬對(duì)普通硅酸鹽水泥混凝土作用效果更明顯。硅烷浸漬能夠有效提高混凝土的抗氯離子滲透性。硅烷對(duì)混凝土的電通量值和氯離子擴(kuò)散系數(shù)的降低幅度基本上在20%-40%之間,且硅烷對(duì)復(fù)合水泥混凝土的抗氯離子滲透性能提升作用更明顯。硅烷浸漬對(duì)混凝土的抗碳化性能作用不明顯,硅烷浸漬前后混凝土的28d碳化深度相差不大。硅烷浸漬能夠明顯提升混凝土的抗鹽凍性能�；炷翉�(qiáng)度等級(jí)越高,硅烷浸漬作用效果越明顯。未硅烷浸漬混凝土試件經(jīng)過(guò)28次鹽凍循環(huán)后的鹽凍面砂漿層嚴(yán)重剝落,硅烷浸漬后混凝土試件的鹽凍面只有少部分脫落,基本保持完好。硅烷浸漬能夠明顯降低混凝土鹽凍循環(huán)后的單位面積質(zhì)量損失,經(jīng)過(guò)28次鹽凍循壞后的降低百分比可以達(dá)到90%以上,對(duì)相對(duì)動(dòng)彈性模量損失影響不明顯。數(shù)值模擬分析結(jié)果表明,混凝土結(jié)構(gòu)表面氯離子初始濃度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命影響最大,其次是混凝土保護(hù)層厚度、硅烷浸漬深度,混凝土自身擴(kuò)散系數(shù)影響最小。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU528

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