氧化石墨烯/硅烷复合乳液的制备及其对混凝土耐久性能的影响研究
发布时间：2022-07-27 18:27
混凝土是现代土木建筑工程应用最广、用量最大的建筑材料,也是最主要的结构材料。混凝土的耐久性研究备受关注,美国学者Sitter曾用“五倍定律”形象的描述了由于考虑不周或措施不当而导致的混凝土耐久性不足造成的经济损失。一直以来,对混凝土耐久性的研究表明,水的存在是造成混凝土破坏的主要原因,有害离子通常依托水进入混凝土内部,对结构造成破坏,导致耐久性降低,因此,控制水分的进入是提高混凝土耐久性的主要措施之一。硅烷渗透型防水材料因其渗透性好、防水效果优良等优点,成为市场上常用的混凝土防水材料,但硅烷防水材料也有易挥发、渗透不均匀等缺点,因此也需要对其进行优化改良。本文以异丁基三乙氧基硅烷单体为主要原料,在制备硅烷乳液的过程中,添加氧化石墨烯悬浮液,通过控制温度,搅拌速度等工艺条件,制备出氧化石墨烯/硅烷复合乳液。通过稳定性试验确定了合适的氧化石墨烯用量范围,再通过水泥砂浆试块的吸水试验确定了氧化石墨烯的最优掺入量。通过吸水、吸盐、RCM、气体通过性、碳化等试验对比研究了氧化石墨烯、硅烷乳液和氧化石墨烯/硅烷复合乳液对混凝土耐久性能的影响,并利用SEM、XPS、FTIR、TGA等微观测试手段初步...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 混凝土耐久性问题
1.2.1 钢筋锈蚀
1.2.2 冻融破坏
1.2.3 化学侵蚀
1.2.4 碱-骨料反应
1.3 混凝土表面防护技术
1.4 硅烷渗透型材料概述
1.4.1 硅烷渗透型防水材料研究现状
1.4.2 异丁基三乙氧基硅烷材料的防水机理
1.5 氧化石墨烯概述
1.5.1 氧化石墨烯的性质及制备方法
1.5.2 氧化石墨烯/硅烷复合材料的国内外研究现状
1.5.3 氧化石墨烯和硅烷的结合机理
1.6 本课题研究的目的及内容
第2章 试验原料及方法
2.1 水泥基材料制备
2.1.1 原材料
2.1.2 水泥基材料配合比
2.1.3 试块制备
2.2 氧化石墨烯/硅烷复合乳液的制备
2.2.1 原材料
2.2.2 异丁基三乙氧基硅烷的结构与特性
2.2.3 制备流程
2.2.4 不同氧化石墨烯掺入量对复合乳液的稳定性影响
2.2.5 氧化石墨烯/硅烷复合乳液的涂覆
2.2.6 渗透性测试及防护机理
2.2.7 表面接触角测定
2.3 试验设备
第3章 氧化石墨烯/硅烷复合乳液对混凝土抗渗透性能的影响
3.1 混凝土毛细吸水试验
3.1.1 试验方法
3.1.2 混凝土毛细吸水系数分析
3.2 不同磨损情况下的毛细吸水试验
3.2.1 不同磨损深度下的混凝土毛细吸水试验
3.2.2 不同磨损情况下混凝土毛细吸水情况分析
3.3 复合乳液对带裂缝损伤的水泥砂浆试块的防水性能影响
3.3.1 不同宽度裂缝的试验试件制备
3.3.2 带裂缝砂浆试块毛细吸水系数分析
3.4 本章小结
第4章 氧化石墨烯/硅烷复合乳液对混凝土抗气体渗透性能的影响
4.1 auto-clam气体渗透测试
4.1.1 试验方法及准备
4.1.2 透气性能分析
4.2 混凝土加速碳化试验
4.2.1 试验准备及方法
4.2.2 混凝土碳化深度分析
4.3 本章小结
第5章 氧化石墨烯/硅烷复合乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响
5.1 混凝土毛细吸盐试验
5.1.1 试验方法
5.1.2 混凝土自由氯离子浓度变化分析
5.2 快速氯离子迁移试验
5.2.1 试验方法
5.2.2 氯离子渗透深度及扩散系数分析
5.3 本章小结
第6章 氧化石墨烯/硅烷复合乳液防护机理研究
6.1 傅里叶变换红外光谱试验
6.2 x射线光电子能谱(xps)测试
6.3 水泥净浆表面微观形貌分析
6.3.1 试验准备及方法
6.3.2 扫描电镜试验结果分析
6.3.3 扫描电镜能谱分析
6.4 综合热分析试验
6.4.1 试验准备及方法
6.4.2 结果分析
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 课题展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷化还原氧化石墨烯/水性聚氨酯复合物的合成与性能[J]. 张玉,杨建军,吴庆云,张建安,吴明元,陈春俊,曹忠富. 精细化工. 2016(03)
[2]新型十二烷基三甲氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜对430不锈钢耐蚀性能的影响[J]. 曹志勇,路晨,屈钧娥,甄国辉,程聪,王海人. 应用化学. 2015(01)
[3]混凝土毛细吸水影响因素探讨[J]. 朱方之,赵铁军,王鹏刚,马志鸣. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2012(05)
[4]内掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的渗透性能试验研究[J]. 马志鸣,赵铁军,朱方之,赵彦迪. 工程建设. 2012(04)
[5]掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的抗冻性试验研究[J]. 马志鸣,赵铁军,朱方之,刘志强. 新型建筑材料. 2012(07)
[6]海工混凝土防护用有机硅防水剂的研究[J]. 刘杰胜,吴少鹏,李东来. 中国建筑防水. 2012(04)
[7]莫尔法与自动电位滴定法测定水中氯离子含量的比较[J]. 佟琦,高丽华. 工业水处理. 2008(11)
[8]钢筋混凝土的环境侵蚀与表面防护技术[J]. 蒋正武,王莉洁. 腐蚀科学与防护技术. 2004(05)
[9]钢筋混凝土构筑物电化学保护的新进展[J]. 邱富荣,石小燕,余兴增,林昌健. 腐蚀科学与防护技术. 2000(05)
[10]高性能混凝土的耐久性[J]. 赵铁军,丁建彤,朱金铨. 混凝土. 1996(03)
硕士论文
[1]硅烷复合凝胶的制备及其对水泥基材料耐久性能的影响研究[D]. 高岩.青岛理工大学 2018
[2]TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液的制备及其对水泥基材料耐久性能的影响[D]. 陈旭.青岛理工大学 2016
[3]不锈钢表面硅烷/氧化石墨烯膜层制备及其腐蚀性能研究[D]. 张振岳.中国海洋大学 2015
[4]Si-O-C气凝胶/刚性多孔纤维复合材料的制备及其性能研究[D]. 霍阳阳.哈尔滨工业大学 2015
[5]混凝土用硅烷类防护材料的制备及其对混凝土耐久性影响[D]. 张馨元.青岛理工大学 2014
[6]改善高性能混凝土抗氯离子渗透性研究[D]. 刘晓东.西南交通大学 2008
本文编号：3665956
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 混凝土耐久性问题
1.2.1 钢筋锈蚀
1.2.2 冻融破坏
1.2.3 化学侵蚀
1.2.4 碱-骨料反应
1.3 混凝土表面防护技术
1.4 硅烷渗透型材料概述
1.4.1 硅烷渗透型防水材料研究现状
1.4.2 异丁基三乙氧基硅烷材料的防水机理
1.5 氧化石墨烯概述
1.5.1 氧化石墨烯的性质及制备方法
1.5.2 氧化石墨烯/硅烷复合材料的国内外研究现状
1.5.3 氧化石墨烯和硅烷的结合机理
1.6 本课题研究的目的及内容
第2章 试验原料及方法
2.1 水泥基材料制备
2.1.1 原材料
2.1.2 水泥基材料配合比
2.1.3 试块制备
2.2 氧化石墨烯/硅烷复合乳液的制备
2.2.1 原材料
2.2.2 异丁基三乙氧基硅烷的结构与特性
2.2.3 制备流程
2.2.4 不同氧化石墨烯掺入量对复合乳液的稳定性影响
2.2.5 氧化石墨烯/硅烷复合乳液的涂覆
2.2.6 渗透性测试及防护机理
2.2.7 表面接触角测定
2.3 试验设备
第3章 氧化石墨烯/硅烷复合乳液对混凝土抗渗透性能的影响
3.1 混凝土毛细吸水试验
3.1.1 试验方法
3.1.2 混凝土毛细吸水系数分析
3.2 不同磨损情况下的毛细吸水试验
3.2.1 不同磨损深度下的混凝土毛细吸水试验
3.2.2 不同磨损情况下混凝土毛细吸水情况分析
3.3 复合乳液对带裂缝损伤的水泥砂浆试块的防水性能影响
3.3.1 不同宽度裂缝的试验试件制备
3.3.2 带裂缝砂浆试块毛细吸水系数分析
3.4 本章小结
第4章 氧化石墨烯/硅烷复合乳液对混凝土抗气体渗透性能的影响
4.1 auto-clam气体渗透测试
4.1.1 试验方法及准备
4.1.2 透气性能分析
4.2 混凝土加速碳化试验
4.2.1 试验准备及方法
4.2.2 混凝土碳化深度分析
4.3 本章小结
第5章 氧化石墨烯/硅烷复合乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响
5.1 混凝土毛细吸盐试验
5.1.1 试验方法
5.1.2 混凝土自由氯离子浓度变化分析
5.2 快速氯离子迁移试验
5.2.1 试验方法
5.2.2 氯离子渗透深度及扩散系数分析
5.3 本章小结
第6章 氧化石墨烯/硅烷复合乳液防护机理研究
6.1 傅里叶变换红外光谱试验
6.2 x射线光电子能谱(xps)测试
6.3 水泥净浆表面微观形貌分析
6.3.1 试验准备及方法
6.3.2 扫描电镜试验结果分析
6.3.3 扫描电镜能谱分析
6.4 综合热分析试验
6.4.1 试验准备及方法
6.4.2 结果分析
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 课题展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷化还原氧化石墨烯/水性聚氨酯复合物的合成与性能[J]. 张玉,杨建军,吴庆云,张建安,吴明元,陈春俊,曹忠富. 精细化工. 2016(03)
[2]新型十二烷基三甲氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜对430不锈钢耐蚀性能的影响[J]. 曹志勇,路晨,屈钧娥,甄国辉,程聪,王海人. 应用化学. 2015(01)
[3]混凝土毛细吸水影响因素探讨[J]. 朱方之,赵铁军,王鹏刚,马志鸣. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2012(05)
[4]内掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的渗透性能试验研究[J]. 马志鸣,赵铁军,朱方之,赵彦迪. 工程建设. 2012(04)
[5]掺硅烷乳液制备整体防水混凝土的抗冻性试验研究[J]. 马志鸣,赵铁军,朱方之,刘志强. 新型建筑材料. 2012(07)
[6]海工混凝土防护用有机硅防水剂的研究[J]. 刘杰胜,吴少鹏,李东来. 中国建筑防水. 2012(04)
[7]莫尔法与自动电位滴定法测定水中氯离子含量的比较[J]. 佟琦,高丽华. 工业水处理. 2008(11)
[8]钢筋混凝土的环境侵蚀与表面防护技术[J]. 蒋正武,王莉洁. 腐蚀科学与防护技术. 2004(05)
[9]钢筋混凝土构筑物电化学保护的新进展[J]. 邱富荣,石小燕,余兴增,林昌健. 腐蚀科学与防护技术. 2000(05)
[10]高性能混凝土的耐久性[J]. 赵铁军,丁建彤,朱金铨. 混凝土. 1996(03)
硕士论文
[1]硅烷复合凝胶的制备及其对水泥基材料耐久性能的影响研究[D]. 高岩.青岛理工大学 2018
[2]TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液的制备及其对水泥基材料耐久性能的影响[D]. 陈旭.青岛理工大学 2016
[3]不锈钢表面硅烷/氧化石墨烯膜层制备及其腐蚀性能研究[D]. 张振岳.中国海洋大学 2015
[4]Si-O-C气凝胶/刚性多孔纤维复合材料的制备及其性能研究[D]. 霍阳阳.哈尔滨工业大学 2015
[5]混凝土用硅烷类防护材料的制备及其对混凝土耐久性影响[D]. 张馨元.青岛理工大学 2014
[6]改善高性能混凝土抗氯离子渗透性研究[D]. 刘晓东.西南交通大学 2008
本文编号：3665956
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