低气压下气泡全生命期特征及引气混凝土性能提升
发布时间：2021-05-26 20:31
高原地区约占我国国土面积的四分之一,该地区的工程建设量呈逐年增加趋势。工程中发现,在高原地区使用常规品种引气剂后,新拌混凝土与平原地区的混凝土相比含气量降低、流动性不足,硬化混凝土抗冻耐久性下降,引气剂使用效果受到了高原环境的影响。为探明高原环境影响引气剂使用效果的机理,本文基于自主建立的全程低气压条件下气泡结构试验方法,获得了在实验室模拟和高原现场条件下低气压对引气剂性能影响结果,对比研究了常压和低气压下引气剂气泡全生命期内的发展变化,阐明了低气压下气泡全生命期特征,发明了新型引气剂以提升高原低气压环境下制备混凝土的性能。取得了如下主要结果:（1）研制了模拟高原低气压环境的气泡结构测试分析设备,实现了溶液和净浆样品的制备与性能测试全程低气压,获得了20 kPa～100 kPa气压条件下引气剂溶液泡沫体积Vs、引气剂溶液气泡直径ds和水泥净浆中气泡直径dc等气泡特征参数的演化规律,避免了试验中气压变化对试验结果的影响。发现了60 kPa下6种引气剂溶液Vs平均降低9.4%,皂甙引气剂的ds...
【文章来源】：中国建筑材料科学研究总院北京市
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 常压下引气剂的作用机理及其影响因素
1.2.2 低气压下混凝土引气剂的使用效果及其降低原因探索
1.2.3 引气混凝土性能优化及引气剂合成技术的发展
1.3 目前研究中存在的问题及本文研究内容
1.3.1 低气压下混凝土与引气剂研究的不足
1.3.2 本文研究内容和技术路线
第2章 原材料和试验方法
2.1 试验用原材料
2.1.1 水泥
2.1.2 骨料
2.1.3 外加剂
2.1.4 水
2.2 引气剂溶液和水泥净浆试验
2.2.1 表面张力测试方法
2.2.2 气泡结构试验方法
2.2.3 水泥净浆流动性测试方法
2.2.4 水泥净浆成型和硬化水泥净浆孔结构测试方法
2.3 混凝土性能试验
2.3.1 混凝土试验配合比
2.3.2 混凝土性能测试方法
2.3.3 硬化混凝土孔结构测试方法
2.4 低气压专用混凝土引气剂合成与测试方法
2.4.1 合成原材料
2.4.2 合成试验设备
2.4.3 合成引气剂结构测试方法
第3章 低气压下引气剂使用效果的研究
3.1 低气压对引气剂溶液泡沫性能的影响
3.1.1 常压下引气剂溶液泡沫体积的变化规律
3.1.2 低气压对引气剂溶液泡沫体积的影响
3.1.3 低气压对引气剂溶液气泡结构的影响
3.2 低气压对水泥净浆体系引气效果的影响
3.2.1 不同气压下新拌水泥净浆的流动性
3.2.2 不同气压下新拌水泥净浆中的气泡
3.2.3 硬化水泥浆体的气孔结构
3.3 低气压对引气混凝土性能的影响
3.3.1 低气压对新拌混凝土性能的影响
3.3.2 低气压对混凝土强度的影响
3.3.3 低气压对混凝土耐久性的影响
3.3.4 低气压对混凝土孔结构的影响
3.4 本章小结
第4章 低气压下引气剂气泡全生命期特征的研究
4.1 低气压下气泡产生和发展的过程及特征
4.1.1 引气剂溶液泡沫体积的变化过程
4.1.2 低气压气泡全生命期特征模型
4.2 低气压下气泡特征变化原因分析
4.2.1 气泡产生阶段泡沫体积降低的原因
4.2.2 气液混合-分离阶段气泡加速逸出的原因
4.2.3 气泡衰亡阶段气泡加速生长的原因
4.3 低气压下混凝土含气量预测模型的建立
4.4 小结
第5章 马来松香基双子引气剂的研发
5.1 马来松香基双子引气剂合成思路
5.1.1 引气剂稳泡性与分子结构的关系
5.1.2 马来松香基双子引气剂分子结构设计
5.2 马来松香基双子引气剂合成
5.2.1 合成技术路线和工艺
5.2.2 合成条件优化
5.2.3 合成产物结构表征
5.3 马来松香基双子引气剂的性能及应用
5.3.1 合成引气剂的性能
5.3.2 合成引气剂在混凝土中的使用效果
5.4 小结
第6章 低气压下混凝土性能优化技术途径
6.1 低气压下混凝土性能优化技术的研究
6.1.1 马来松香双子引气剂对气泡稳定转换系数的影响
6.1.2 混凝土粘度对气体保留矫正系数的影响
6.2 混凝土性能优化技术在高原混凝土中的应用
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及取得的研究成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同结构的引气剂对溶液及混凝土性能的影响[J]. 单广程,陆超,陈健,高南箫,乔敏,冉千平,刘加平. 硅酸盐学报. 2020(08)
[2]双子Gemini表面活性剂在低渗油藏中耐温耐盐性研究进展[J]. 李长平,赵春立,李浩然,潘一,佟乐,KUDAIBERGENOVA CHOLPON,綦宗金. 应用化工. 2020(08)
[3]国内外混凝土引气剂专利文献分析研究[J]. 白亚飞,任俞莹,王栋民. 新型建筑材料. 2019(12)
[4]The Influence of Atmospheric Pressure on Air Content and Pore Structure of Air-entrained Concrete[J]. 李扬,WANG Zhendi,王玲. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2019(06)
[5]可自由基聚合的松香基苯并环丁烯单体的制备及其聚合性能研究[J]. 付飞,王丹,沈明贵,商士斌,宋湛谦,宋杰. 林产化学与工业. 2019(06)
[6]低气压对引气剂溶液气泡产生和发展的影响[J]. 李扬,王振地,王玲. 混凝土. 2019(08)
[7]不同离子基团引气剂对混凝土性能的影响[J]. 单广程,乔敏,高南箫,陈健,吴井志,冉千平. 新型建筑材料. 2019(08)
[8]新分子结构混凝土引气剂及其合成制备方法研究进展[J]. 王栋民,白亚飞,杜文倩. 混凝土与水泥制品. 2019(07)
[9]不同类型引气剂对海工混凝土性能的影响[J]. 吴永满,齐鑫,魏文强,于鹏程. 建筑技术开发. 2019(02)
[10]水溶性松香树脂的制备及应用研究进展[J]. 翟兆兰,高宏,商士斌,宋湛谦,凌清华,周光平. 生物质化学工程. 2018(03)
博士论文
[1]碳氢和有机硅表面活性剂复配体系为基剂的泡沫灭火剂研究[D]. 盛友杰.中国科学技术大学 2018
[2]青藏高原地区混凝土抗冻设计及预防措施研究[D]. 李雪峰.东南大学 2015
[3]松香基双子表面活性剂合成及纳米材料制备[D]. 韩世岩.东北林业大学 2012
[4]搅拌方式对水泥混凝土含气量与性能影响的研究[D]. 付昌会.长安大学 2011
[5]新型烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及性能研究[D]. 杜西刚.中国科学院研究生院（理化技术研究所） 2007
硕士论文
[1]松香基表面活性剂的合成及自组织研究[D]. 雷岚.江南大学 2017
[2]低压低湿养护对混凝土性能影响的研究[D]. 马新飞.哈尔滨工业大学 2016
[3]氮翻转卟啉和偶氮苯基吡啶咪唑铂（Ⅱ）配合物的合成与LB膜组装[D]. 汪小芳.湖北师范大学 2016
[4]新型松香基表面活性剂：刚性疏水结构对其自组织行为的影响[D]. 余小娜.江南大学 2016
[5]羧酸盐型Gemini表面活性剂制备及性能研究[D]. 任昊.西南石油大学 2015
[6]m-n-m型Gemini双季铵盐表面活性剂的合成及性能研究[D]. 董乐.太原理工大学 2015
[7]磺酸系双子表面活性剂的制备及性能研究[D]. 孙雪丽.南京理工大学 2012
[8]不同价态盐对表面活性剂气—液界面扩张粘弹性的影响[D]. 郑最胜.华东师范大学 2009
[9]表面活性物质的界（表）面扩张流变粘弹性研究[D]. 童海英.华东师范大学 2007
[10]新型混凝土引气剂和防冻剂研究[D]. 张文平.大连理工大学 2006
本文编号：3207019
【文章来源】：中国建筑材料科学研究总院北京市
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 常压下引气剂的作用机理及其影响因素
1.2.2 低气压下混凝土引气剂的使用效果及其降低原因探索
1.2.3 引气混凝土性能优化及引气剂合成技术的发展
1.3 目前研究中存在的问题及本文研究内容
1.3.1 低气压下混凝土与引气剂研究的不足
1.3.2 本文研究内容和技术路线
第2章 原材料和试验方法
2.1 试验用原材料
2.1.1 水泥
2.1.2 骨料
2.1.3 外加剂
2.1.4 水
2.2 引气剂溶液和水泥净浆试验
2.2.1 表面张力测试方法
2.2.2 气泡结构试验方法
2.2.3 水泥净浆流动性测试方法
2.2.4 水泥净浆成型和硬化水泥净浆孔结构测试方法
2.3 混凝土性能试验
2.3.1 混凝土试验配合比
2.3.2 混凝土性能测试方法
2.3.3 硬化混凝土孔结构测试方法
2.4 低气压专用混凝土引气剂合成与测试方法
2.4.1 合成原材料
2.4.2 合成试验设备
2.4.3 合成引气剂结构测试方法
第3章 低气压下引气剂使用效果的研究
3.1 低气压对引气剂溶液泡沫性能的影响
3.1.1 常压下引气剂溶液泡沫体积的变化规律
3.1.2 低气压对引气剂溶液泡沫体积的影响
3.1.3 低气压对引气剂溶液气泡结构的影响
3.2 低气压对水泥净浆体系引气效果的影响
3.2.1 不同气压下新拌水泥净浆的流动性
3.2.2 不同气压下新拌水泥净浆中的气泡
3.2.3 硬化水泥浆体的气孔结构
3.3 低气压对引气混凝土性能的影响
3.3.1 低气压对新拌混凝土性能的影响
3.3.2 低气压对混凝土强度的影响
3.3.3 低气压对混凝土耐久性的影响
3.3.4 低气压对混凝土孔结构的影响
3.4 本章小结
第4章 低气压下引气剂气泡全生命期特征的研究
4.1 低气压下气泡产生和发展的过程及特征
4.1.1 引气剂溶液泡沫体积的变化过程
4.1.2 低气压气泡全生命期特征模型
4.2 低气压下气泡特征变化原因分析
4.2.1 气泡产生阶段泡沫体积降低的原因
4.2.2 气液混合-分离阶段气泡加速逸出的原因
4.2.3 气泡衰亡阶段气泡加速生长的原因
4.3 低气压下混凝土含气量预测模型的建立
4.4 小结
第5章 马来松香基双子引气剂的研发
5.1 马来松香基双子引气剂合成思路
5.1.1 引气剂稳泡性与分子结构的关系
5.1.2 马来松香基双子引气剂分子结构设计
5.2 马来松香基双子引气剂合成
5.2.1 合成技术路线和工艺
5.2.2 合成条件优化
5.2.3 合成产物结构表征
5.3 马来松香基双子引气剂的性能及应用
5.3.1 合成引气剂的性能
5.3.2 合成引气剂在混凝土中的使用效果
5.4 小结
第6章 低气压下混凝土性能优化技术途径
6.1 低气压下混凝土性能优化技术的研究
6.1.1 马来松香双子引气剂对气泡稳定转换系数的影响
6.1.2 混凝土粘度对气体保留矫正系数的影响
6.2 混凝土性能优化技术在高原混凝土中的应用
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及取得的研究成果
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同结构的引气剂对溶液及混凝土性能的影响[J]. 单广程,陆超,陈健,高南箫,乔敏,冉千平,刘加平. 硅酸盐学报. 2020(08)
[2]双子Gemini表面活性剂在低渗油藏中耐温耐盐性研究进展[J]. 李长平,赵春立,李浩然,潘一,佟乐,KUDAIBERGENOVA CHOLPON,綦宗金. 应用化工. 2020(08)
[3]国内外混凝土引气剂专利文献分析研究[J]. 白亚飞,任俞莹,王栋民. 新型建筑材料. 2019(12)
[4]The Influence of Atmospheric Pressure on Air Content and Pore Structure of Air-entrained Concrete[J]. 李扬,WANG Zhendi,王玲. Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2019(06)
[5]可自由基聚合的松香基苯并环丁烯单体的制备及其聚合性能研究[J]. 付飞,王丹,沈明贵,商士斌,宋湛谦,宋杰. 林产化学与工业. 2019(06)
[6]低气压对引气剂溶液气泡产生和发展的影响[J]. 李扬,王振地,王玲. 混凝土. 2019(08)
[7]不同离子基团引气剂对混凝土性能的影响[J]. 单广程,乔敏,高南箫,陈健,吴井志,冉千平. 新型建筑材料. 2019(08)
[8]新分子结构混凝土引气剂及其合成制备方法研究进展[J]. 王栋民,白亚飞,杜文倩. 混凝土与水泥制品. 2019(07)
[9]不同类型引气剂对海工混凝土性能的影响[J]. 吴永满,齐鑫,魏文强,于鹏程. 建筑技术开发. 2019(02)
[10]水溶性松香树脂的制备及应用研究进展[J]. 翟兆兰,高宏,商士斌,宋湛谦,凌清华,周光平. 生物质化学工程. 2018(03)
博士论文
[1]碳氢和有机硅表面活性剂复配体系为基剂的泡沫灭火剂研究[D]. 盛友杰.中国科学技术大学 2018
[2]青藏高原地区混凝土抗冻设计及预防措施研究[D]. 李雪峰.东南大学 2015
[3]松香基双子表面活性剂合成及纳米材料制备[D]. 韩世岩.东北林业大学 2012
[4]搅拌方式对水泥混凝土含气量与性能影响的研究[D]. 付昌会.长安大学 2011
[5]新型烷基苯磺酸盐Gemini表面活性剂的合成及性能研究[D]. 杜西刚.中国科学院研究生院（理化技术研究所） 2007
硕士论文
[1]松香基表面活性剂的合成及自组织研究[D]. 雷岚.江南大学 2017
[2]低压低湿养护对混凝土性能影响的研究[D]. 马新飞.哈尔滨工业大学 2016
[3]氮翻转卟啉和偶氮苯基吡啶咪唑铂（Ⅱ）配合物的合成与LB膜组装[D]. 汪小芳.湖北师范大学 2016
[4]新型松香基表面活性剂：刚性疏水结构对其自组织行为的影响[D]. 余小娜.江南大学 2016
[5]羧酸盐型Gemini表面活性剂制备及性能研究[D]. 任昊.西南石油大学 2015
[6]m-n-m型Gemini双季铵盐表面活性剂的合成及性能研究[D]. 董乐.太原理工大学 2015
[7]磺酸系双子表面活性剂的制备及性能研究[D]. 孙雪丽.南京理工大学 2012
[8]不同价态盐对表面活性剂气—液界面扩张粘弹性的影响[D]. 郑最胜.华东师范大学 2009
[9]表面活性物质的界（表）面扩张流变粘弹性研究[D]. 童海英.华东师范大学 2007
[10]新型混凝土引气剂和防冻剂研究[D]. 张文平.大连理工大学 2006
本文编号：3207019
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