超疏水路面水泥混凝土表面微观结构及模型研究

发布时间：2021-07-19 23:45

　　本文主要探究超疏水路面水泥混凝土表面微观结构与表观润湿角之间的关系。首先,利用扫描电子显微镜（SEM）观测内掺法与外涂法的混凝土表面,分析纳米颗粒在水泥混凝土中的分布情况,定性描述水泥混凝土路面表面的微观结构。在此基础上,构建了疏水与超疏水水泥混凝土路面表面微观结构二维、三维模型,通过数学模型,分析超疏水路面水泥混凝土表面粗糙度对表观润湿角的影响。最后,通过二维、三维CFD数值模拟（Fluent计算软件）,得出超疏水路面水泥混凝土表观润湿角与表面粗糙度之间变化关系。主要结论为:（1）拟定三种本征润湿角60°、100°及110°,以1:2和2:1（固体颗粒直径:间距）的比值进行二维数学模型分析。结果显示:当纳米材料颗粒间的间距小、直径大,疏水试剂用量达到5%时,水泥混凝土路面表面粗糙度较高,表观润湿角稳定在150°左右。（2）采用本征润湿角60°、100°及110°,固体颗粒直径及间距均为10μm进行三维数学模型拟合。结果显示:固定球体颗粒直径与本征润湿角时,表观润湿角随着颗粒间距的增加呈下降趋势;固定球体间距与本征润湿角时,表观润湿角随着颗粒直径的增加呈上升趋势;表面粗糙度一定时,表观... 

【文章来源】：长沙理工大学湖南省

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２经过碳酸钙自组装处理后的混凝土表面??－：??

水的纤维［５６＂５９］。??该方法的机理是引入了纳米颗粒（如硅烷、硅酸乙酯等等），从而密封混凝土粗糙??表面，减少钢筋的腐蚀，对混凝土的抗碳化能力也有所改善该方法能够有效地提??高混凝土表层的质量同时，纳米颗粒由于能够有效改善混凝土的水滲透性，因此??除了增强疏水性以外，也能够增强对内部钢筋的保护作用，通常这些颗粒的直径在??ｌＯＯｎｍ左右，同时可以填充大于５０ｎｍ的所有混凝土空隙。比如，Ｚｉｓｍａｎ等｜６７】通过电镜??显示，在通过电镜对纳米颗粒与硅酸乙酯修饰的混凝土表面进行检查。图１．３可见，经??过修饰的混凝土表面上纳米颗粒呈颗粒状，硅酸乙酯则较均匀分布于混凝土表层。??■?ＨＵ??（ａ）未修饰的混凝土?（ｂ）纳米颗粒?（ｃ）硅酸乙酯??图１．３纳米颗粒与硅酸乙酯对混凝土的表面阻塞作用??１．３．２水泥路面材料表面微观结构定量测定方法??混凝土作为一种多孔材料，可以使用孔容、均值孔径、表面粗糙度与孔比表面枳来??定量分析混凝土的表面微观特性。对于混凝土表面的孔径，有孔容与均值孔径两种量化??７??

?硕士学位论文???（４）数学模型与ＣＦＤ数值模型的差异性研究。??１．５．３技术路线??（?超疏水水泥路面材料、１??Ｘ?电镜职??．．．＿?Ｉ?＇?、■?—??（表面微观结构的定性分析ｊ—??Ｕ－文献查阅．－??卜ｗｉ抑嫩??＼水泥路面簡麵）￣—确＆??＿??｛—■丄丄＇?丄??Ｃｒｎ＾ｍｒｉ?／ＣＦＤ?二维揆?｜ＣＦＤ－：维模??．．＾１＾?业稳态舰Ｉ?、拟＞?＼报??＇?＇■?—－■－－？??－．－’??－？■＊－■－－?…????Ｉ?？?ｉ—空气垫层对比??ｉｆｊｔｉ体ｉｌ．，．－涵球＃数学．．??模塑?ｆ?Ｉ?模型??１??Ｉ??■４＿??制备超疏水水泥路而Ｍ料的关键参，??！＇?数（即球体Ｎ斯）?．；＇??图１．６研究技术路线图??１４??


本文编号：3291674