海工混凝土防护用偏高岭土基地聚合物涂层材料的制备与性能研究
发布时间：2021-09-06 22:33
海工混凝土长期服役于干湿循环、冻融、碳化及多种离子侵蚀的复杂环境下,因而其耐久性问题不容忽视。结合海工混凝土损伤、破坏机理,相关学者开展了海工混凝土性能改性、防护涂层材料开发、耐久性预测模型建立等方面的研究工作,以期延长其服役年限。防护涂层的开发作为海工混凝土延寿的关键技术之一,开展与其相关研究的重要性不言而喻。现有的涂层材料多以有机防护材料为主,该类材料潜在的易老化问题及易对环境造成污染。基于地聚合物优异的耐久性及其与混凝土材料良好的相容性,将其引入海工防护领域已成为一个新的研究方向,本课题选取偏高岭土基地聚合物作为海工混凝土防护用涂层材料,提出混凝土耐久性能改善的新方法。本文以偏高岭土基地聚合物为基础,通过水化热、初终凝时间及力学性能测试等方法研究粉煤灰、稻壳灰及矿渣作为辅助胶凝材料对地聚合物反应动力学和力学性能的影响;考察了辅助胶凝材料的掺入与地聚合物抗冻、抗碳化、抗硫酸盐侵蚀以及抗氯离子侵蚀性能间的关系,结合压汞测试（MIP）、扫描电镜观察（SEM）、物相组成分析（XRD）以及比表面积及孔隙分析（BET）研究了辅助胶凝材料优化地聚合物耐久性能的作用机理;通过斜剪、三点弯曲、拉伸...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土锈蚀劣化图
海工混凝土防护用偏高岭土基地聚合物涂层材料的制备及性能研究10第2章实验2.1原料分析2.1.1偏高岭土本课题研究所选用偏高岭土由福建陶金峰新材料有限公司提供，其主要化学成分见表2.1。其主要化学组成为SiO2和Al2O3，分别占55.87%和42.25%。偏高岭土的基本物相组成通过X射线衍射分析仪确定，测试结果如图2.1所示，在20o-30o间明显的弥散峰，可以确定偏高岭土主要为无定形相结构，同时还存在少许的石英相。图2.2为激光粒度仪测得的偏高岭土的粒度分布图，偏高岭土的D10、D30、D50分别为5.1μm、20.6μm、39.8μm。表2.1偏高岭土主要的化学成分Table.2.1Themainchemicalcompositionsofmetakaolin(wt/%)CompositionSiO2Al2O3CaOFe2O3TiO2MgONa2OK2OLOIMetakaolin55.8742.250.040.380.200.040.260.310.61图2.1原材料XRD图谱Fig.2.1XRDpatternofrawmaterials
江苏大学硕士学位论文11图2.2原料的粒度分布图Fig.2.2Particlesizedistributionsofrawmaterials2.1.2水玻璃水玻璃又称泡花碱，是一种碱金属硅酸盐水溶液，根据水玻璃中碱金属氧化物种类的区别，可以将其分为硅酸锂水玻璃、硅酸钠水玻璃及硅酸钾水玻璃等类型。本课题研究所用水玻璃购自南昌市宏顺实业有限公司，为工业级硅酸钠水玻璃，其相关技术参数见表2.2。水玻璃的初始模数(nSiO2:nNa2O)为3.19，由于其较高的氧化硅含量，溶液的粘度较大，不易于本实验的使用，需要通过外加氢氧化钠调整其模数。调整后水玻璃模数为1.5，浓度为37%，以2Na2O·3SiO2表示。表2.2硅酸钠水玻璃技术参数Table2.2TechnicalparametersofthesodiumsilicatesolutionCompositionNa2OSiO2ModulusContent(wt/%)8.1626.013.192.1.3其他原料本课题研究所用粉煤灰为一级灰，取自江苏南通，稻壳灰取自安徽合肥，矿渣取自江苏南京，42.5硅酸盐水泥购自盐城市八菱海螺水泥有限公司，标准砂购自厦门艾思欧标准砂有限公司。粉煤灰、稻壳灰、矿渣、硅酸盐水泥的成分分析如表2.3所示，矿渣的主要成分为SiO2、Al2O3、CaO，粉煤灰主要成分为SiO2、Al2O3，而稻壳灰的主要成分为SiO2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿渣对水泥石抗碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀性能的影响[J]. 傅博,程臻赟,何妍亭,胡云香,韩静云. 硅酸盐通报. 2020(02)
[2]基于交流电原理的混凝土抗氯离子渗透性测试方法[J]. 尹暖暖,万小梅,赵铁军,韩林,田砾,王鹏刚,申晨. 混凝土与水泥制品. 2020(02)
[3]粉煤灰微珠在超高性能混凝土（UHPC）中的应用[J]. 李宇容,夏春蕾,张印川,李世元. 混凝土世界. 2020(01)
[4]纳米SiO2和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响[J]. 肖建庄,陈祥磊,李标,薛松涛,段珍华. 建筑科学与工程学报. 2020(01)
[5]氯氧镁钢筋混凝土中涂层钢筋腐蚀的电化学特性[J]. 乔宏霞,温少勇,王鹏辉,杨振清,杨天霞. 建筑材料学报. 2019(06)
[6]多尺度聚丙烯纤维混凝土孔结构及抗冻性[J]. 梁宁慧,胡杨,钟杨,刘新荣. 重庆大学学报. 2019(11)
[7]灌浆套筒连接构件的有限元分析[J]. 赵军,杜彦兵,朱万旭,张明浩. 混凝土. 2019(10)
[8]纳米TiO2对有机涂层混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响[J]. 蒋兴明,李果,吴晓锁,范春华,卢明杰. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2019(03)
[9]5～40℃不同硫酸盐侵蚀对铝酸盐水泥水化的影响[J]. 王中平,彭相,赵亚婷,杨浩宇,徐玲琳,刁桂芝,刘光华. 硅酸盐学报. 2019(11)
[10]寒冷地区海洋环境混凝土抗Cl-渗透及抗冻性能研究[J]. 陈际洲,赵铁军,王越虹,王鹏刚. 混凝土与水泥制品. 2019(09)
博士论文
[1]荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究[D]. 苏林王.华南理工大学 2016
[2]层状双氢氧化物改善混凝土耐久性能的机理及其应用研究[D]. 段平.武汉理工大学 2014
[3]海工混凝土抗冻性与抗氯离子渗透性综合评价[D]. 杨文武.重庆大学 2009
硕士论文
[1]海水对硫铝酸盐水泥混凝土性能的影响研究[D]. 黄有强.武汉理工大学 2016
[2]碳纤维对混凝土性能的影响[D]. 岳彩兰.长安大学 2016
[3]水合硅酸钙在铝酸钠溶液中的行为研究[D]. 赵卓.中南大学 2005
本文编号：3388300
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
混凝土锈蚀劣化图
海工混凝土防护用偏高岭土基地聚合物涂层材料的制备及性能研究10第2章实验2.1原料分析2.1.1偏高岭土本课题研究所选用偏高岭土由福建陶金峰新材料有限公司提供，其主要化学成分见表2.1。其主要化学组成为SiO2和Al2O3，分别占55.87%和42.25%。偏高岭土的基本物相组成通过X射线衍射分析仪确定，测试结果如图2.1所示，在20o-30o间明显的弥散峰，可以确定偏高岭土主要为无定形相结构，同时还存在少许的石英相。图2.2为激光粒度仪测得的偏高岭土的粒度分布图，偏高岭土的D10、D30、D50分别为5.1μm、20.6μm、39.8μm。表2.1偏高岭土主要的化学成分Table.2.1Themainchemicalcompositionsofmetakaolin(wt/%)CompositionSiO2Al2O3CaOFe2O3TiO2MgONa2OK2OLOIMetakaolin55.8742.250.040.380.200.040.260.310.61图2.1原材料XRD图谱Fig.2.1XRDpatternofrawmaterials
江苏大学硕士学位论文11图2.2原料的粒度分布图Fig.2.2Particlesizedistributionsofrawmaterials2.1.2水玻璃水玻璃又称泡花碱，是一种碱金属硅酸盐水溶液，根据水玻璃中碱金属氧化物种类的区别，可以将其分为硅酸锂水玻璃、硅酸钠水玻璃及硅酸钾水玻璃等类型。本课题研究所用水玻璃购自南昌市宏顺实业有限公司，为工业级硅酸钠水玻璃，其相关技术参数见表2.2。水玻璃的初始模数(nSiO2:nNa2O)为3.19，由于其较高的氧化硅含量，溶液的粘度较大，不易于本实验的使用，需要通过外加氢氧化钠调整其模数。调整后水玻璃模数为1.5，浓度为37%，以2Na2O·3SiO2表示。表2.2硅酸钠水玻璃技术参数Table2.2TechnicalparametersofthesodiumsilicatesolutionCompositionNa2OSiO2ModulusContent(wt/%)8.1626.013.192.1.3其他原料本课题研究所用粉煤灰为一级灰，取自江苏南通，稻壳灰取自安徽合肥，矿渣取自江苏南京，42.5硅酸盐水泥购自盐城市八菱海螺水泥有限公司，标准砂购自厦门艾思欧标准砂有限公司。粉煤灰、稻壳灰、矿渣、硅酸盐水泥的成分分析如表2.3所示，矿渣的主要成分为SiO2、Al2O3、CaO，粉煤灰主要成分为SiO2、Al2O3，而稻壳灰的主要成分为SiO2。
【参考文献】：
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[8]纳米TiO2对有机涂层混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响[J]. 蒋兴明,李果,吴晓锁,范春华,卢明杰. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2019(03)
[9]5～40℃不同硫酸盐侵蚀对铝酸盐水泥水化的影响[J]. 王中平,彭相,赵亚婷,杨浩宇,徐玲琳,刁桂芝,刘光华. 硅酸盐学报. 2019(11)
[10]寒冷地区海洋环境混凝土抗Cl-渗透及抗冻性能研究[J]. 陈际洲,赵铁军,王越虹,王鹏刚. 混凝土与水泥制品. 2019(09)
博士论文
[1]荷载与海洋环境耦合作用下海工混凝土结构耐久性研究[D]. 苏林王.华南理工大学 2016
[2]层状双氢氧化物改善混凝土耐久性能的机理及其应用研究[D]. 段平.武汉理工大学 2014
[3]海工混凝土抗冻性与抗氯离子渗透性综合评价[D]. 杨文武.重庆大学 2009
硕士论文
[1]海水对硫铝酸盐水泥混凝土性能的影响研究[D]. 黄有强.武汉理工大学 2016
[2]碳纤维对混凝土性能的影响[D]. 岳彩兰.长安大学 2016
[3]水合硅酸钙在铝酸钠溶液中的行为研究[D]. 赵卓.中南大学 2005
本文编号：3388300
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