基于封装轻骨料-掺合剂体系的自修复水泥基材料的实验研究
发布时间：2020-12-11 08:10
在混凝土材料早期养护和后期使用过程中,往往会由于混凝土早期收缩和过载作用而产生宏微观裂缝。裂缝的出现使得外界中的SO42-、Cl-等腐蚀性离子加速进入混凝土内部,从而使得混凝土内部胀裂和钢筋锈蚀,降低了混凝土结构的耐久性。基于文献的调研和预实验结果,本文提出封装轻骨料和矿物掺合料的复合自修复体系。基于正交试验设计原理,通过裂缝闭合率和气体渗透性试验对修复材料的多水平进行最优筛选,并对愈合产物进行微观结构和成分的表征。设计了硫酸盐和氯盐侵蚀暴露环境,探究侵蚀环境对混凝土修复能力的影响。最后,通过测试混凝土的坍落度、凝结时间、强度和快速氯离子渗透性,评价自修复体系对混凝土基本性能的影响。得到以下主要结论:（1）本文提出了环氧固化剂封装内置碳酸钠溶液的轻骨料的方法。电镜观测、加热质量损失和裂缝触发试验结果表明,环氧封装膜可以密封轻骨料表面小于70μm的孔隙,减缓加热内部修复剂的质量损失。同时,封装轻骨料实现了91.23%的裂缝触发率。（2）基于正交试验设计原理,对本文自修复体系进行了因素和水平筛选组合L9（34
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究背景和意义
1.3 自修复混凝土
1.3.1 自修复方法的最新进展
1.3.1.1 自生自修复（Autogenic self-healing）
1.3.1.2 自主自修复（Autonomic self-healing）
1.3.2 自修复效果的评估和表征技术
1.3.2.1 裂缝闭合量化技术
1.3.2.2 基于机械性能恢复的测试方法
1.3.2.3 基于耐久性性能恢复的测试方法
1.3.2.4 基于修复产物表征的测定方法
1.3.3 矿物结晶类自修复水泥基材料的修复环境
1.3.4 当前自修复研究存在的问题
1.4 本文研究内容及技术路线
1.4.1 本文研究内容
1.4.2 本文研究技术路线
第2章 试验原材料性能及可控裂缝制作
2.1 引言
2.2 试验原材料性能
2.2.1 拌合物原材料性质
2.2.2 轻骨料载体性能
2.2.2.1 轻骨料饱和吸水率
2.2.2.2 轻骨料筒压强度
2.2.2.3 轻骨料宏微观形态
2.3 内置碳酸盐轻骨料封装系统设计
2.3.1 轻骨料载体封装
2.3.1.1 有机封装膜制备
2.3.1.2 轻骨料吸附碳酸盐修复剂及覆膜
2.3.2 轻骨料封装效果测试
2.3.2.1 封装轻骨料微观形态
2.3.2.2 质量损失
2.3.2.3 裂缝触发封装轻骨料效果
2.4 可控裂缝的制作方法
2.4.1 实验方案
2.4.1.1 原材料及仪器设备
2.4.1.2 配合比及试样制备
2.4.1.3 裂缝预制
2.4.2 实验结果
2.4.2.1 裂缝形态
2.4.2.2 裂缝宽度
2.5 本章小结
第3章 封装型掺合料体系自修复性能正交试验分析
3.1 引言
3.2 自修复机理及方法假设
3.3 正交试验设计方案
3.3.1 实验材料
3.3.2 正交试验配合比设计
3.3.3 试样制备及单裂缝引入
3.4 自修复性能测定及表征实验方案
3.4.1 裂缝表面闭合试验
3.4.2 气体渗透性试验
3.4.3 修复产物表征试验
3.5 结果与讨论分析
3.5.1 表面裂缝面积修复率
3.5.2 气体渗透性修复率
3.5.3 正交试验结果分析
3.5.4 修复产物结果分析
3.5.4.1 XRD结果分析
3.5.4.2 SEM结果分析
3.6 本章小结
第4章 腐蚀暴露环境对自修复性能的影响
4.1 引言
4.2 实验方案
4.2.1 暴露环境条件设计
4.2.2 实验原材料及配合比
4.2.3 试样制备及损失引入
4.3 实验方法
4.3.1 裂缝面积闭合试验
4.3.2 气体渗透性修复试验
4.3.3 抗弯强度恢复试验
4.4 结果与讨论分析
4.4.1 裂缝面积闭合率
4.4.2 气体渗透系数修复率
4.4.3 抗弯强度恢复率
4.5 本章小结
第5章 封装轻骨料掺合料修复系统对混凝土基本性能的影响
5.1 引言
5.2 实验方案
5.2.1 实验内容
5.2.2 拌合物原材料及配合比
5.3 实验方法
5.3.1 新拌混凝土性能测试
5.3.1.1 坍落度试验
5.3.1.2 凝结时间试验
5.3.2 硬化混凝土性能测试
5.3.2.1 强度试验
5.3.2.2 快速氯离子渗透试验
5.4 结果与讨论分析
5.4.1 新拌混凝土性能分析
5.4.1.1 坍落度变化
5.4.1.2 凝结时间变化
5.4.2 硬化混凝土性能分析
5.4.2.1 抗折抗压强度
5.4.2.2 氯离子迁移系数
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 本文结论
6.2 后续研究展望
参考文献
指导教师对学位论文的学术评语
学位论文答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]用纳米压痕技术表征超高韧性水泥基复合材料(ECC)的裂缝自愈合特性[J]. 阚黎黎,曹号,盛昊煜,朱瑨,王明智,徐超. 材料科学与工程学报. 2016(03)
[2]渗透结晶型高抗渗生态水工混凝土性能研究[J]. 郭远臣,谢波,王鸿东,董涛,刘永永,李野,胡春辉. 混凝土. 2013(06)
博士论文
[1]水泥基材料用微胶囊自修复技术与原理的研究[D]. 张鸣.中南大学 2013
本文编号：2910181
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 研究背景和意义
1.3 自修复混凝土
1.3.1 自修复方法的最新进展
1.3.1.1 自生自修复（Autogenic self-healing）
1.3.1.2 自主自修复（Autonomic self-healing）
1.3.2 自修复效果的评估和表征技术
1.3.2.1 裂缝闭合量化技术
1.3.2.2 基于机械性能恢复的测试方法
1.3.2.3 基于耐久性性能恢复的测试方法
1.3.2.4 基于修复产物表征的测定方法
1.3.3 矿物结晶类自修复水泥基材料的修复环境
1.3.4 当前自修复研究存在的问题
1.4 本文研究内容及技术路线
1.4.1 本文研究内容
1.4.2 本文研究技术路线
第2章 试验原材料性能及可控裂缝制作
2.1 引言
2.2 试验原材料性能
2.2.1 拌合物原材料性质
2.2.2 轻骨料载体性能
2.2.2.1 轻骨料饱和吸水率
2.2.2.2 轻骨料筒压强度
2.2.2.3 轻骨料宏微观形态
2.3 内置碳酸盐轻骨料封装系统设计
2.3.1 轻骨料载体封装
2.3.1.1 有机封装膜制备
2.3.1.2 轻骨料吸附碳酸盐修复剂及覆膜
2.3.2 轻骨料封装效果测试
2.3.2.1 封装轻骨料微观形态
2.3.2.2 质量损失
2.3.2.3 裂缝触发封装轻骨料效果
2.4 可控裂缝的制作方法
2.4.1 实验方案
2.4.1.1 原材料及仪器设备
2.4.1.2 配合比及试样制备
2.4.1.3 裂缝预制
2.4.2 实验结果
2.4.2.1 裂缝形态
2.4.2.2 裂缝宽度
2.5 本章小结
第3章 封装型掺合料体系自修复性能正交试验分析
3.1 引言
3.2 自修复机理及方法假设
3.3 正交试验设计方案
3.3.1 实验材料
3.3.2 正交试验配合比设计
3.3.3 试样制备及单裂缝引入
3.4 自修复性能测定及表征实验方案
3.4.1 裂缝表面闭合试验
3.4.2 气体渗透性试验
3.4.3 修复产物表征试验
3.5 结果与讨论分析
3.5.1 表面裂缝面积修复率
3.5.2 气体渗透性修复率
3.5.3 正交试验结果分析
3.5.4 修复产物结果分析
3.5.4.1 XRD结果分析
3.5.4.2 SEM结果分析
3.6 本章小结
第4章 腐蚀暴露环境对自修复性能的影响
4.1 引言
4.2 实验方案
4.2.1 暴露环境条件设计
4.2.2 实验原材料及配合比
4.2.3 试样制备及损失引入
4.3 实验方法
4.3.1 裂缝面积闭合试验
4.3.2 气体渗透性修复试验
4.3.3 抗弯强度恢复试验
4.4 结果与讨论分析
4.4.1 裂缝面积闭合率
4.4.2 气体渗透系数修复率
4.4.3 抗弯强度恢复率
4.5 本章小结
第5章 封装轻骨料掺合料修复系统对混凝土基本性能的影响
5.1 引言
5.2 实验方案
5.2.1 实验内容
5.2.2 拌合物原材料及配合比
5.3 实验方法
5.3.1 新拌混凝土性能测试
5.3.1.1 坍落度试验
5.3.1.2 凝结时间试验
5.3.2 硬化混凝土性能测试
5.3.2.1 强度试验
5.3.2.2 快速氯离子渗透试验
5.4 结果与讨论分析
5.4.1 新拌混凝土性能分析
5.4.1.1 坍落度变化
5.4.1.2 凝结时间变化
5.4.2 硬化混凝土性能分析
5.4.2.1 抗折抗压强度
5.4.2.2 氯离子迁移系数
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 本文结论
6.2 后续研究展望
参考文献
指导教师对学位论文的学术评语
学位论文答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]用纳米压痕技术表征超高韧性水泥基复合材料(ECC)的裂缝自愈合特性[J]. 阚黎黎,曹号,盛昊煜,朱瑨,王明智,徐超. 材料科学与工程学报. 2016(03)
[2]渗透结晶型高抗渗生态水工混凝土性能研究[J]. 郭远臣,谢波,王鸿东,董涛,刘永永,李野,胡春辉. 混凝土. 2013(06)
博士论文
[1]水泥基材料用微胶囊自修复技术与原理的研究[D]. 张鸣.中南大学 2013
本文编号：2910181
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