環(huán)保型超疏水混凝土制備及在寒區(qū)長距離輸水渠道應用
發(fā)布時間:2021-06-20 21:53
水資源南多北少,區(qū)域配置不均衡。為協(xié)調(diào)區(qū)域供水矛盾,南水北調(diào)等大批長距離跨流域調(diào)水工程應運而生,混凝土襯砌渠道由于造價低、易于施工、便于管理等優(yōu)點已成為骨干輸水設施之一。但位于北方旱寒區(qū)的長距離混凝土襯砌渠道由于其水頭損失大、防滲能力及適應變形能力差,致使其過流能力不足,產(chǎn)生嚴重的凍脹、凍融破壞問題,制約著“生命線”工程安全運行及效益發(fā)揮。因此,利用橡膠再生混凝土彈性模量低、適應變形能力強,超疏水涂料防滲效果好、減阻效果顯著等材料特性,研發(fā)一種工藝簡單、經(jīng)久耐用且成本較低的,集防滲、減阻、抗凍脹于一體的環(huán)保型超疏水襯砌混凝土,對寒區(qū)長距離輸水渠道建設具有現(xiàn)實意義。為此,本文基于超疏水“二元(粗糙微結構+低表面能)協(xié)同作用”制備思路,探究了環(huán)保型超疏水混凝土的最佳制備工藝;并通過系列物性試驗及數(shù)值模擬,系統(tǒng)研究了其力學性能、抗凍脹性、抗?jié)B性、減阻性、疏冰性和超疏水表面穩(wěn)定性,論證了其在寒區(qū)長距離輸水渠道的應用價值。論文主要工作和結論如下:(1)環(huán)保型超疏水混凝土制備方式對比研究:首先制備形成環(huán)保型混凝土(再生混凝土摻量30%,廢棄橡膠摻量5%);以環(huán)保型混凝土為基體,在其表面覆蓋紫銅網(wǎng)或...
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
景泰灌區(qū)渠道襯砌凍害Fig.1-1ChannelliningfreezingdamageinJingtaiIrrigationDistrict
第一章 緒論140 萬噸,而僅有 15%的廢舊輪胎橡膠經(jīng)過處理再生利用,其余均以掩埋方式進行處理,且廢舊輪胎橡膠屬于難以自然分解的固體廢棄物。由此不僅造成資源浪費和環(huán)保問題,而且會造成火災隱患及各種流行。ㄚw琴 2017),如圖 1-3(b)。目前,將橡膠顆;蛳鹉z粉摻加至混凝土中進行混凝土改性成為處理橡膠的有效措施之一,由于橡膠顆粒具有較低的彈性模量、良好的韌性、粘彈性、保溫隔熱、抗疲勞等特性,可提升混凝土的適應變形能力、抗裂、抗?jié)B、抗凍、保溫隔熱等性能,不僅使廢舊輪胎橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)橥聊竟こ讨械摹熬G色資源”,而且提高了混凝土的性能(謝挺挺 2016;張衛(wèi)東 2013,2014;張向?qū)?2017)。
圖 2-4 氟硅烷分子三維示意圖Fig.2-4 Three-dimensional diagram of fluorosilane molecules極易發(fā)生快速水解,硅氧烷 Si-OC2H5反應生成硅醇2)5(CH2)2Si-(OC2H5)3+3H2O→CF3(CF2)5(CH2)2Si-(OH)生成的硅醇基極易與固體表面的羥基發(fā)生脫水縮合結合的單分子膜,從而有效降低固體表面能,化學文使用氟硅烷作為低表面能修飾劑降低混凝土的表2CH3H2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2OH Si OHOHCF3+OHOHOHOHOHOHOH脫水CF3CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2Si O
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋼纖維輕骨料混凝土單軸受壓應力-應變曲線研究[J]. 趙順波,趙明爽,張曉燕,彭振景,黃亭樺. 建筑結構學報. 2019(05)
[2]超疏水-自發(fā)光水泥基復合材料性能及作用機理研究[J]. 高英力,曲良辰,何倍,方灶生,彭江柯,曹韓碩. 硅酸鹽通報. 2019(01)
[3]寒區(qū)弧底梯形襯砌渠道凍脹破壞的尺寸效應研究[J]. 王正中,劉少軍,王羿,劉銓鴻,葛建銳. 水利學報. 2018(07)
[4]超疏水瀝青混凝土抗凝冰性能及評價[J]. 高英力,代凱明,李學坤,馬路,何倍. 材料導報. 2017(24)
[5]廢橡膠改性再生混凝土材料性能研究進展[J]. 張向?qū)?鄺肖梅,牛海成,楊健輝. 硅酸鹽通報. 2017(12)
[6]考慮凍土與結構相互作用的梯形渠道凍脹破壞彈性地基梁模型[J]. 肖旻,王正中,劉銓鴻,王羿,葛建銳,王興威. 水利學報. 2017(10)
[7]納米材料對混凝土耐久性和功能性影響研究[J]. 許耀群,李曙光,王娟,武霄鵬. 水利水電技術. 2017(09)
[8]超疏水仿生水泥混凝土路面防覆冰技術及效能評價[J]. 高英力,李學坤,代凱明,余先明,袁江. 材料導報. 2017(14)
[9]超疏水材料涂層對混凝土抗凍性能的影響[J]. 王志博,牛志強. 新型建筑材料. 2017(02)
[10]超疏水仿生水泥路面防覆冰設計及模型試驗[J]. 高英力,李學坤,黃亮,袁江,余先明. 硅酸鹽通報. 2016(10)
博士論文
[1]開放系統(tǒng)混凝土襯砌輸水渠道凍脹破壞力學模型及應用[D]. 肖旻.西北農(nóng)林科技大學 2018
[2]微納尺度氣流的速度滑移及流動特性研究[D]. 楊琴.上海大學 2015
[3]高聚物溶液湍流邊界層減阻機理的TRPIV實驗研究[D]. 管新蕾.天津大學 2015
[4]水下航行器噴涂聚脲柔性涂層的制備及減阻性能的研究[D]. 黃微波.中國海洋大學 2007
碩士論文
[1]凍融循環(huán)作用下再生骨料混凝土的宏—微觀損傷機理試驗研究[D]. 魏毅萌.西安理工大學 2018
[2]超疏水自清潔涂層的制備及其性能研究[D]. 朱蓉.華南理工大學 2018
[3]高強度超疏水混凝土制備及其性能研究[D]. 韓正金.大連理工大學 2017
[4]改性橡膠再生混凝土力學性能試驗[D]. 趙琴.華北水利水電大學 2017
[5]海洋用仿生疏水復合涂層的制備及其減阻性能研究[D]. 徐飛鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[6]超疏水涂層對混凝土抗凍性及防冰性影響研究[D]. 王宗鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[7]混凝土用硅烷類防護材料的制備及其對混凝土耐久性影響[D]. 張馨元.青島理工大學 2014
[8]表面減阻涂層的制備及減阻因素分析[D]. 董紅玉.北京化工大學 2013
[9]微納米結構超疏水表面制備和減阻機理研究[D]. 盧思.清華大學 2012
[10]廢舊鋼纖維橡膠改性再生混凝土力學性能試驗研究[D]. 龍秀海.廣東工業(yè)大學 2011
本文編號:3239990
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
景泰灌區(qū)渠道襯砌凍害Fig.1-1ChannelliningfreezingdamageinJingtaiIrrigationDistrict
第一章 緒論140 萬噸,而僅有 15%的廢舊輪胎橡膠經(jīng)過處理再生利用,其余均以掩埋方式進行處理,且廢舊輪胎橡膠屬于難以自然分解的固體廢棄物。由此不僅造成資源浪費和環(huán)保問題,而且會造成火災隱患及各種流行。ㄚw琴 2017),如圖 1-3(b)。目前,將橡膠顆;蛳鹉z粉摻加至混凝土中進行混凝土改性成為處理橡膠的有效措施之一,由于橡膠顆粒具有較低的彈性模量、良好的韌性、粘彈性、保溫隔熱、抗疲勞等特性,可提升混凝土的適應變形能力、抗裂、抗?jié)B、抗凍、保溫隔熱等性能,不僅使廢舊輪胎橡膠轉(zhuǎn)變?yōu)橥聊竟こ讨械摹熬G色資源”,而且提高了混凝土的性能(謝挺挺 2016;張衛(wèi)東 2013,2014;張向?qū)?2017)。
圖 2-4 氟硅烷分子三維示意圖Fig.2-4 Three-dimensional diagram of fluorosilane molecules極易發(fā)生快速水解,硅氧烷 Si-OC2H5反應生成硅醇2)5(CH2)2Si-(OC2H5)3+3H2O→CF3(CF2)5(CH2)2Si-(OH)生成的硅醇基極易與固體表面的羥基發(fā)生脫水縮合結合的單分子膜,從而有效降低固體表面能,化學文使用氟硅烷作為低表面能修飾劑降低混凝土的表2CH3H2OCF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2OH Si OHOHCF3+OHOHOHOHOHOHOH脫水CF3CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2Si O
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鋼纖維輕骨料混凝土單軸受壓應力-應變曲線研究[J]. 趙順波,趙明爽,張曉燕,彭振景,黃亭樺. 建筑結構學報. 2019(05)
[2]超疏水-自發(fā)光水泥基復合材料性能及作用機理研究[J]. 高英力,曲良辰,何倍,方灶生,彭江柯,曹韓碩. 硅酸鹽通報. 2019(01)
[3]寒區(qū)弧底梯形襯砌渠道凍脹破壞的尺寸效應研究[J]. 王正中,劉少軍,王羿,劉銓鴻,葛建銳. 水利學報. 2018(07)
[4]超疏水瀝青混凝土抗凝冰性能及評價[J]. 高英力,代凱明,李學坤,馬路,何倍. 材料導報. 2017(24)
[5]廢橡膠改性再生混凝土材料性能研究進展[J]. 張向?qū)?鄺肖梅,牛海成,楊健輝. 硅酸鹽通報. 2017(12)
[6]考慮凍土與結構相互作用的梯形渠道凍脹破壞彈性地基梁模型[J]. 肖旻,王正中,劉銓鴻,王羿,葛建銳,王興威. 水利學報. 2017(10)
[7]納米材料對混凝土耐久性和功能性影響研究[J]. 許耀群,李曙光,王娟,武霄鵬. 水利水電技術. 2017(09)
[8]超疏水仿生水泥混凝土路面防覆冰技術及效能評價[J]. 高英力,李學坤,代凱明,余先明,袁江. 材料導報. 2017(14)
[9]超疏水材料涂層對混凝土抗凍性能的影響[J]. 王志博,牛志強. 新型建筑材料. 2017(02)
[10]超疏水仿生水泥路面防覆冰設計及模型試驗[J]. 高英力,李學坤,黃亮,袁江,余先明. 硅酸鹽通報. 2016(10)
博士論文
[1]開放系統(tǒng)混凝土襯砌輸水渠道凍脹破壞力學模型及應用[D]. 肖旻.西北農(nóng)林科技大學 2018
[2]微納尺度氣流的速度滑移及流動特性研究[D]. 楊琴.上海大學 2015
[3]高聚物溶液湍流邊界層減阻機理的TRPIV實驗研究[D]. 管新蕾.天津大學 2015
[4]水下航行器噴涂聚脲柔性涂層的制備及減阻性能的研究[D]. 黃微波.中國海洋大學 2007
碩士論文
[1]凍融循環(huán)作用下再生骨料混凝土的宏—微觀損傷機理試驗研究[D]. 魏毅萌.西安理工大學 2018
[2]超疏水自清潔涂層的制備及其性能研究[D]. 朱蓉.華南理工大學 2018
[3]高強度超疏水混凝土制備及其性能研究[D]. 韓正金.大連理工大學 2017
[4]改性橡膠再生混凝土力學性能試驗[D]. 趙琴.華北水利水電大學 2017
[5]海洋用仿生疏水復合涂層的制備及其減阻性能研究[D]. 徐飛鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[6]超疏水涂層對混凝土抗凍性及防冰性影響研究[D]. 王宗鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[7]混凝土用硅烷類防護材料的制備及其對混凝土耐久性影響[D]. 張馨元.青島理工大學 2014
[8]表面減阻涂層的制備及減阻因素分析[D]. 董紅玉.北京化工大學 2013
[9]微納米結構超疏水表面制備和減阻機理研究[D]. 盧思.清華大學 2012
[10]廢舊鋼纖維橡膠改性再生混凝土力學性能試驗研究[D]. 龍秀海.廣東工業(yè)大學 2011
本文編號:3239990
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