惡劣環(huán)境下混凝土用有機(jī)功能材料及其防護(hù)機(jī)理研究.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為土木工程領(lǐng)域最常用的結(jié)構(gòu)形式，其施工與服役環(huán)境極其復(fù)雜，惡劣環(huán)境中混凝土的耐久性問題尤其突出，已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。目前惡劣環(huán)境下混凝土耐久性的研究主要著重在混凝土結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理，對其防護(hù)技術(shù)的研究則主要集中從無機(jī)材料方面改善混凝土的密實(shí)度或僅利用其中一種外加劑進(jìn)行改善，缺乏能對混凝土耐久性改善的有機(jī)功能材料的設(shè)計(jì)研發(fā)及有機(jī)無機(jī)協(xié)同防護(hù)機(jī)理研究。鑒于此，本文設(shè)計(jì)研發(fā)了一系列有機(jī)功能材料，并分析了其對混凝土的防護(hù)作用機(jī)理

2、。本文的主要工作及結(jié)論如下:
　　(1)合成了一種新型酯類外加劑，并對其摻入后混凝土的流動性、強(qiáng)度及抗腐蝕性能進(jìn)行研究。研究表明，該外加劑在促進(jìn)混凝土材料低溫下強(qiáng)度發(fā)展的同時(shí)，改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高了基體密實(shí)度，可有效解決低溫環(huán)境下混凝土硬化緩慢，早期強(qiáng)度低而引起的耐久性問題。
　　(2)對內(nèi)摻硅烷防水劑水泥基材料的吸水性、表面特性及耐酸侵蝕性能的研究結(jié)果表明，摻入硅烷后水泥基材料的吸水率及毛細(xì)吸水系數(shù)降低，潤濕角呈現(xiàn)鈍

3、角，抗硫酸侵蝕性能顯著提高;SEM、XRD等微觀試驗(yàn)結(jié)果顯示，硅烷延緩了侵蝕產(chǎn)物的生成，表明硅烷可降低H+和SO42-進(jìn)入水泥基材料內(nèi)部的速率，提高材料耐酸侵蝕的性能。
　　(3)依據(jù)氣相液相擴(kuò)散機(jī)理優(yōu)選了遷移速率與阻銹性能相匹配的苯甲酸單乙醇胺作為遷移型阻銹劑。UV-vis、SEM、EDX等微觀試驗(yàn)分析表明，苯甲酸單乙醇胺可通過擴(kuò)散遷移并富集在鋼筋表面形成保護(hù)膜，防止氯離子引起鋼筋（鋼纖維）銹蝕。苯甲酸單乙醇胺對混凝土的抗壓強(qiáng)度

4、、含氣量和凝結(jié)時(shí)間等基本性能無影響，但可減少混凝土的收縮，提高其抗海水侵蝕能力，同時(shí)可改善鋼筋（鋼纖維）與混凝土界面，有效阻止外界離子侵入到鋼筋或鋼纖維表面，提高鋼筋混凝土或鋼纖維混凝土的耐久性。
　　(4)通過合理的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，引入羥氨基聚醚和潛伏性固化劑，制備了可手工涂覆的新型聚氨酯-脲有機(jī)涂層，并對涂層進(jìn)行了表征。進(jìn)一步研究了聚氨酯-脲的力學(xué)性能、抗老化性能及涂覆后混凝土的抗硫酸侵蝕能力。結(jié)果表明，該涂層性能優(yōu)異，與混凝土