硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂对混凝土自愈合性能的影响
发布时间：2021-09-22 08:10
混凝土由于裂缝导致耐久性能下降,抑制裂缝产生和发展以及裂缝的修复越来越重要。混凝土中本身存在未水化的水泥颗粒在适宜的环境下能够再次水化发生自愈合作用来封堵裂缝,研究表明掺入膨胀剂不仅能够抑制自身收缩产生的裂缝,而且能够提高混凝土自愈合效果。已有研究因多关注于膨胀剂对自愈合的影响效果,对膨胀剂核心组分对自愈合的作用研究较少而影响了其愈合机理的揭示。鉴于以上背景,本文重点研究了硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂、硫铝酸钙和氧化钙对自愈合的影响,本文主要研究内容与结果如下:（1）试验研究发现水胶比为0.3和减水剂掺量定为胶凝材料的0.6%时,试件拥有良好的流动性和力学性能,并且以力学性能和收缩量为主要因素,试验确定了膨胀剂的最佳掺量范围。试验发现,膨胀剂质量掺量从2%增至6%时,膨胀效果约成倍增加,掺量为8%时膨胀效率降低;当掺量为8%和9%时力学强度下降剧烈,膨胀剂的最优掺量宜为胶凝材料质量的6%。（2）试验研究了不同养护条件下含膨胀剂和硫铝酸钙的水泥石试件的自收缩性能,研究表明水养下抑制收缩效果最好,空养下最差;添加胶凝材料质量6%的膨胀剂,不会引起水泥石后期养护过程中的开裂和损伤,水泥石安定性良...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
砂浆抗折强度
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-12-量对于砂浆的流动性能影响比较大。减水剂以及水胶比对试件的流动度都有很大的影响，再根据测试砂浆试件流动度的规范可以了解到，水泥胶砂最优流动度的取值范围在190-230mm之间，综合考虑，选取试件M3、M6和M9，将这三种配合比的试件进行力学性能试验，来确定试件的最优配合比。表2-7砂浆试件流动度试件M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10流动度17.519.621.823.619.221.223.420.422.824.7按照试件M3、M6和M9的配合比分别做出相应的40mm40mm160mm试件，进行抗折和抗压强度试验，根据试件的力学性能来确定最终的配合比。表2-8试件的抗压强度与抗折强度编号抗压强度/MPa抗折强度/MPaM346.611.4M643.110.6M940.99.8由表2-8、图2-1和图2-2可以看出，试件M3比M6和M9的抗压强度提高了8.12%、13.94%，抗折强度提高了7.55%、16.33%，说明砂浆中随着水胶比的增加，试件的力学强度逐渐减校在流动性能比较合理的情况下，试件M3拥有更好的力学性能，说明试件M3的配合比较为优异。除此之外，对于砂浆试件的自愈合性能，当试件的水胶比较小时，试件中会存在更多的未水化的水泥颗粒以及膨胀剂及组分，在适当的环境下，可以在裂缝处会发挥更好的作用，能够生成新的不溶性物质来填充裂缝，达到自愈合的效果。综合考虑，将砂浆的水胶比定为胶凝材料的0.3，减水剂定为胶凝材料质量的0.6%。图2-1砂浆抗折强度图2-2砂浆抗压强度
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-14-表2-10膨胀剂自由收缩配比试件名称数量尺寸膨胀剂掺量H011001005150%H212%H414%H616%H818%H0-H8依次为0%-8%膨胀剂掺量的收缩试件，收缩类型为自由收缩，收缩龄期为3天，温度保持在室温下，试验步骤按下列规定进行：（1）在收缩模具内涂抹润滑油，之后在模具中平铺塑料薄膜，随后在薄膜表面涂抹润滑油，从而确保混凝土的自由收缩变形。将探测器在模具的两侧固定。（2）将搅拌好的砂浆浇筑到模具中，利用振动台振捣成型。然后立即移入养护室，采用非接触式位移传感器测定两侧读数，此后每隔2分钟测定变形读数。（3）试件在测试仪器上的位置和方向保持固定不变。（4）由于测量的是掺有不同掺量的膨胀剂的砂浆试件浇筑后开始3天内的自由收缩值，所以塑料膜应该进行封装处理。将所测得的实验数据导出，在用软件进行分析如下：图2-3收缩数据曲线图2-4收缩温度曲线由图2-4可以看出，收缩试件在恒定温度下测试，试验环境比较理想。由收缩数据曲线可以得到，掺有膨胀剂的试件在养护开始时，都会发生膨胀现象，在接近0.35天时达到了最大的膨胀效果，在0.35天以后，试件逐步开始收缩，并且随着膨胀剂掺量增加，膨胀效果逐步增大。当试件为纯基准水泥试件时，试件从一开始就收缩，在0.35天的时间内，试件收缩比较快，在0.35天之后，试件收缩较为平缓；当膨胀剂的掺量为2%时，在接近2天左右，试件的收缩值开始变成正数；当膨胀剂的掺量为4%-8%时，在3天的收缩龄期内，试件始终处于膨胀状态，说
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯化钠溶液环境下混凝土的自愈合性能[J]. 刘素瑞,杨久俊,王战忠,张磊,荣辉. 混凝土. 2016(01)
[2]硫酸盐环境下混凝土裂缝矿物自愈合性能研究[J]. 刘斯凤,朱东明,郭泗军. 材料导报. 2016(02)
[3]硫酸钠溶液环境下混凝土的自愈合性能[J]. 刘素瑞,杨久俊,王战忠,荣辉,张磊. 硅酸盐学报. 2015(08)
[4]补偿收缩复合胶凝材料的水化与膨胀性能[J]. 冯竟竟,苗苗,阎培渝. 建筑材料学报. 2012(04)
[5]地下工程钢纤维膨胀混凝土试验研究[J]. 罗成立. 混凝土. 2010(12)
[6]补偿收缩混凝土裂渗控制技术及其应用[J]. 膨胀剂与膨胀混凝土. 2010(04)
[7]海潮影响区混凝土桥梁耐久性评价[J]. 赵尚传. 公路交通科技. 2009(08)
[8]碱对钙矾石结晶及溶解性能的影响[J]. 马惠珠,邓敏. 南京工业大学学报(自然科学版). 2007(05)
[9]膨胀混凝土在渠道衬砌设计中的应用研究[J]. 宋春香,娄宗科,闫宁霞,李朝辉. 混凝土. 2007(06)
[10]ABAQUS混凝土损伤塑性模型的静力性能分析[J]. 方秦,还毅,张亚栋,陈力. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2007(03)
博士论文
[1]广州地铁混凝土结构在环境多因素作用下抗侵蚀耐久性的研究[D]. 黄文新.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]基于陶粒内置碳源自愈合水泥基材料的实验研究[D]. 方成.深圳大学 2018
[2]损伤及饱和度影响混凝土物质传输性能的研究[D]. 马富.哈尔滨工业大学 2014
[3]水泥基材料的自愈合特性研究[D]. 张军学.武汉理工大学 2012
[4]混凝土损伤自愈合能力影响因素研究[D]. 李志强.济南大学 2011
[5]高性能混凝土及其在结构工程中的应用[D]. 蒋胜晖.湖南大学 2010
[6]混凝土裂缝自愈合影响因素研究[D]. 柴鹏.长江科学院 2008
[7]基于损伤的混凝土动态本构模型研究及其在有限元分析中的应用[D]. 田红伟.河海大学 2005
[8]自修复混凝土的工作机理及试验研究[D]. 刘承超.福州大学 2005
[9]膨胀剂对混凝土性能的影响[D]. 周俊龙.重庆大学 2004
本文编号：3403433
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
砂浆抗折强度
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-12-量对于砂浆的流动性能影响比较大。减水剂以及水胶比对试件的流动度都有很大的影响，再根据测试砂浆试件流动度的规范可以了解到，水泥胶砂最优流动度的取值范围在190-230mm之间，综合考虑，选取试件M3、M6和M9，将这三种配合比的试件进行力学性能试验，来确定试件的最优配合比。表2-7砂浆试件流动度试件M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10流动度17.519.621.823.619.221.223.420.422.824.7按照试件M3、M6和M9的配合比分别做出相应的40mm40mm160mm试件，进行抗折和抗压强度试验，根据试件的力学性能来确定最终的配合比。表2-8试件的抗压强度与抗折强度编号抗压强度/MPa抗折强度/MPaM346.611.4M643.110.6M940.99.8由表2-8、图2-1和图2-2可以看出，试件M3比M6和M9的抗压强度提高了8.12%、13.94%，抗折强度提高了7.55%、16.33%，说明砂浆中随着水胶比的增加，试件的力学强度逐渐减校在流动性能比较合理的情况下，试件M3拥有更好的力学性能，说明试件M3的配合比较为优异。除此之外，对于砂浆试件的自愈合性能，当试件的水胶比较小时，试件中会存在更多的未水化的水泥颗粒以及膨胀剂及组分，在适当的环境下，可以在裂缝处会发挥更好的作用，能够生成新的不溶性物质来填充裂缝，达到自愈合的效果。综合考虑，将砂浆的水胶比定为胶凝材料的0.3，减水剂定为胶凝材料质量的0.6%。图2-1砂浆抗折强度图2-2砂浆抗压强度
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-14-表2-10膨胀剂自由收缩配比试件名称数量尺寸膨胀剂掺量H011001005150%H212%H414%H616%H818%H0-H8依次为0%-8%膨胀剂掺量的收缩试件，收缩类型为自由收缩，收缩龄期为3天，温度保持在室温下，试验步骤按下列规定进行：（1）在收缩模具内涂抹润滑油，之后在模具中平铺塑料薄膜，随后在薄膜表面涂抹润滑油，从而确保混凝土的自由收缩变形。将探测器在模具的两侧固定。（2）将搅拌好的砂浆浇筑到模具中，利用振动台振捣成型。然后立即移入养护室，采用非接触式位移传感器测定两侧读数，此后每隔2分钟测定变形读数。（3）试件在测试仪器上的位置和方向保持固定不变。（4）由于测量的是掺有不同掺量的膨胀剂的砂浆试件浇筑后开始3天内的自由收缩值，所以塑料膜应该进行封装处理。将所测得的实验数据导出，在用软件进行分析如下：图2-3收缩数据曲线图2-4收缩温度曲线由图2-4可以看出，收缩试件在恒定温度下测试，试验环境比较理想。由收缩数据曲线可以得到，掺有膨胀剂的试件在养护开始时，都会发生膨胀现象，在接近0.35天时达到了最大的膨胀效果，在0.35天以后，试件逐步开始收缩，并且随着膨胀剂掺量增加，膨胀效果逐步增大。当试件为纯基准水泥试件时，试件从一开始就收缩，在0.35天的时间内，试件收缩比较快，在0.35天之后，试件收缩较为平缓；当膨胀剂的掺量为2%时，在接近2天左右，试件的收缩值开始变成正数；当膨胀剂的掺量为4%-8%时，在3天的收缩龄期内，试件始终处于膨胀状态，说
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯化钠溶液环境下混凝土的自愈合性能[J]. 刘素瑞,杨久俊,王战忠,张磊,荣辉. 混凝土. 2016(01)
[2]硫酸盐环境下混凝土裂缝矿物自愈合性能研究[J]. 刘斯凤,朱东明,郭泗军. 材料导报. 2016(02)
[3]硫酸钠溶液环境下混凝土的自愈合性能[J]. 刘素瑞,杨久俊,王战忠,荣辉,张磊. 硅酸盐学报. 2015(08)
[4]补偿收缩复合胶凝材料的水化与膨胀性能[J]. 冯竟竟,苗苗,阎培渝. 建筑材料学报. 2012(04)
[5]地下工程钢纤维膨胀混凝土试验研究[J]. 罗成立. 混凝土. 2010(12)
[6]补偿收缩混凝土裂渗控制技术及其应用[J]. 膨胀剂与膨胀混凝土. 2010(04)
[7]海潮影响区混凝土桥梁耐久性评价[J]. 赵尚传. 公路交通科技. 2009(08)
[8]碱对钙矾石结晶及溶解性能的影响[J]. 马惠珠,邓敏. 南京工业大学学报(自然科学版). 2007(05)
[9]膨胀混凝土在渠道衬砌设计中的应用研究[J]. 宋春香,娄宗科,闫宁霞,李朝辉. 混凝土. 2007(06)
[10]ABAQUS混凝土损伤塑性模型的静力性能分析[J]. 方秦,还毅,张亚栋,陈力. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2007(03)
博士论文
[1]广州地铁混凝土结构在环境多因素作用下抗侵蚀耐久性的研究[D]. 黄文新.华南理工大学 2011
硕士论文
[1]基于陶粒内置碳源自愈合水泥基材料的实验研究[D]. 方成.深圳大学 2018
[2]损伤及饱和度影响混凝土物质传输性能的研究[D]. 马富.哈尔滨工业大学 2014
[3]水泥基材料的自愈合特性研究[D]. 张军学.武汉理工大学 2012
[4]混凝土损伤自愈合能力影响因素研究[D]. 李志强.济南大学 2011
[5]高性能混凝土及其在结构工程中的应用[D]. 蒋胜晖.湖南大学 2010
[6]混凝土裂缝自愈合影响因素研究[D]. 柴鹏.长江科学院 2008
[7]基于损伤的混凝土动态本构模型研究及其在有限元分析中的应用[D]. 田红伟.河海大学 2005
[8]自修复混凝土的工作机理及试验研究[D]. 刘承超.福州大学 2005
[9]膨胀剂对混凝土性能的影响[D]. 周俊龙.重庆大学 2004
本文编号：3403433
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