络合型功能外加剂对水泥基材料性能的影响及其作用机理研究
发布时间：2021-12-11 08:04
水泥基材料为多孔脆性非均相体系,在服役过程中遭受冻融循环和应力荷载时,极易造成内部微裂纹和表面宏观裂缝损伤,使其抗渗性能、耐化学侵蚀和力学性能严重降低,导致混凝土构筑物的服役寿命大大缩短。络合型功能外加剂是一种可赋予混凝土裂缝自修复功能的添加剂,已被广泛的研究应用。然而,关于络合型功能外加剂在不同条件下的络合能力及其对水泥基材料的水化进程、微观结构的影响研究很少,且现有的络合型功能外加剂对裂缝的修复能力有限,限制了络合型功能外加剂在自修复混凝土中的应用。本文合成了一种高络合容量的多元功能外加剂,研究比较了该多元络合剂与葡萄糖酸钠、顺丁烯二酸钠和柠檬酸钠等络合剂在不同温度、pH条件下对不同离子的络合能力;研究了不同类型络合型功能外加剂对水泥基材料凝结时间、力学性能、微观结构、抗冻性及冻融损伤和表面裂缝的自修复性能影响。主要结论如下:（1）以顺丁烯二酸酐为原料,合成了高络合容量的多元功能外加剂,其络合钙离子容量达到813mg/g,远高于葡萄糖酸钠、顺丁烯二酸钠和柠檬酸钠对钙离子的络合容量。（2）不同种类络合型功能外加剂络合钙离子能力均随着温度和pH的降低而减弱,其中合成的多元络合型功能外加...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
灌封胶注射修复裂缝图片
中空或微胶囊自修复混凝土是指将一些高分子胶黏剂或无机修复组分进行中空或微胶囊封装，再与混凝土进行内掺搅拌，利用混凝土开裂产生的应力使中空或微胶囊破裂，修复组分流出固化以填充裂缝，修复机理如图1-2所示[26,27]。图 1-2 微胶囊封装粘结剂修复机理在中空或微胶囊封装胶粘剂自修复混凝土技术方面，Milla[28]通过力学强度和弹性模量的恢复研究了不同搅拌速度下合成的脲醛树脂包覆四水合硝酸钙微胶囊对混凝土的自修复性能的影响。研究结果发现：在转速为 450rpm、掺有水泥质量 0.50%微胶囊的混凝土在 86 天干湿循环损伤修复后，强度率恢复最大，达到损伤初始强度的 40%。在养护初期，掺有低转速合成的微胶囊的混凝土具有比较好弹性模量恢复，而在养护后期，掺有少量高转速合成的微胶囊混凝土却表现出良好的弹性模量恢复。Kanellopoulos[29]提出用玻璃管对液态硅酸钠、硅溶胶、硅酸四乙酯和氧化镁进行封装，制备成四种微胶囊。通过微胶囊和水泥基材料进行混合，并对损伤的砂浆试样分别进行自然环境、高湿度环境和浸水条件三种方式养护。研究结果表明水在砂浆试样损伤自修复过程中至关重要，浸水养护条件下，掺入微胶囊的损伤砂浆试样裂缝收缩率达到 85%~100%。其中硅酸钠和硅溶胶微胶囊对损伤的砂浆试样在荷载和耐久性方面有较好的恢复率，并且这些矿物和主体砂浆试样具有良好的相容性。Tittelboom[30]分别以玻璃和陶瓷管为壁材
图 1-3 结晶外加剂自修复机理（A:结晶外加剂）51]选择硅酸钠和硅酸钾作为活性组分，与有机钠盐复用的水泥基修复材料。将喷涂在混凝土表面，发现喷涂凝土不仅不易产生裂缝，且能修复已产生的龟纹或宽度性得到提高。将渗透性能优异的硅酸乙酯与乙醇按照体积 1∶1 进行面，对比普通砂浆，28 天吸水率下降 70%。同时，冻时间的延长，吸水率降低、力学性能得到明显恢复。中的钙离子反应生成硅酸钙结晶填充修复砂浆内部孔隙lores[53]将水泥质量为 4%的结晶外加剂掺入混凝土中，在浸水、接触水面、湿气和暴露空气等四种养护条件预制裂缝的混凝土试件进行渗水性能和裂缝宽度测试过程中扮演着重要的角色。养护时间同为 48 天时，浸m 的裂缝修复率达到 0.90，而在接触水面、潮湿环境
本文编号：3534309
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
灌封胶注射修复裂缝图片
中空或微胶囊自修复混凝土是指将一些高分子胶黏剂或无机修复组分进行中空或微胶囊封装，再与混凝土进行内掺搅拌，利用混凝土开裂产生的应力使中空或微胶囊破裂，修复组分流出固化以填充裂缝，修复机理如图1-2所示[26,27]。图 1-2 微胶囊封装粘结剂修复机理在中空或微胶囊封装胶粘剂自修复混凝土技术方面，Milla[28]通过力学强度和弹性模量的恢复研究了不同搅拌速度下合成的脲醛树脂包覆四水合硝酸钙微胶囊对混凝土的自修复性能的影响。研究结果发现：在转速为 450rpm、掺有水泥质量 0.50%微胶囊的混凝土在 86 天干湿循环损伤修复后，强度率恢复最大，达到损伤初始强度的 40%。在养护初期，掺有低转速合成的微胶囊的混凝土具有比较好弹性模量恢复，而在养护后期，掺有少量高转速合成的微胶囊混凝土却表现出良好的弹性模量恢复。Kanellopoulos[29]提出用玻璃管对液态硅酸钠、硅溶胶、硅酸四乙酯和氧化镁进行封装，制备成四种微胶囊。通过微胶囊和水泥基材料进行混合，并对损伤的砂浆试样分别进行自然环境、高湿度环境和浸水条件三种方式养护。研究结果表明水在砂浆试样损伤自修复过程中至关重要，浸水养护条件下，掺入微胶囊的损伤砂浆试样裂缝收缩率达到 85%~100%。其中硅酸钠和硅溶胶微胶囊对损伤的砂浆试样在荷载和耐久性方面有较好的恢复率，并且这些矿物和主体砂浆试样具有良好的相容性。Tittelboom[30]分别以玻璃和陶瓷管为壁材
图 1-3 结晶外加剂自修复机理（A:结晶外加剂）51]选择硅酸钠和硅酸钾作为活性组分，与有机钠盐复用的水泥基修复材料。将喷涂在混凝土表面，发现喷涂凝土不仅不易产生裂缝，且能修复已产生的龟纹或宽度性得到提高。将渗透性能优异的硅酸乙酯与乙醇按照体积 1∶1 进行面，对比普通砂浆，28 天吸水率下降 70%。同时，冻时间的延长，吸水率降低、力学性能得到明显恢复。中的钙离子反应生成硅酸钙结晶填充修复砂浆内部孔隙lores[53]将水泥质量为 4%的结晶外加剂掺入混凝土中，在浸水、接触水面、湿气和暴露空气等四种养护条件预制裂缝的混凝土试件进行渗水性能和裂缝宽度测试过程中扮演着重要的角色。养护时间同为 48 天时，浸m 的裂缝修复率达到 0.90，而在接触水面、潮湿环境
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