Al2O3@SiO2動電納米粒子的制備及其在混凝土修復(fù)應(yīng)用研究.pdf

1、橋梁、大壩及隧道等鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)在服役期間，由于混凝土天然孔結(jié)構(gòu)的存在，Cl-、SO42-能夠進(jìn)入混凝土內(nèi)部易引發(fā)混凝土鋼筋快速銹蝕，導(dǎo)致其耐久性下降。Al2O3@SiO2動電納米粒子因具有優(yōu)良的電遷移率，在電場驅(qū)動下，Al2O3@SiO2動電納米粒子可進(jìn)入混凝土的孔隙并對混凝土的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)，有效避免了有害離子的二次侵入;此外，Al2O3@SiO2動電納米粒子進(jìn)入混凝土后可與混凝土基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成增強(qiáng)相。因此，利用Al2O3

2、@SiO2動電納米粒子對混凝土孔隙修復(fù)且生成增強(qiáng)相對減弱Cl-、SO42-等進(jìn)入混凝土孔隙造成的巨大危害具有重要意義。本文圍繞Al2O3@SiO2動電納米粒子的制備及其在混凝土修復(fù)等方面開展工作，可控制備出Al2O3@SiO2動電納米粒子，實現(xiàn)在大跨度溫度范圍內(nèi)、多尺寸分布范圍內(nèi)穩(wěn)定存在;重點研究了動電納米粒子的電遷移率、穩(wěn)定性、殼核結(jié)構(gòu)及粒徑分布。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)可控制備Al2O3@SiO2動電納米粒子。研究了不同

3、反應(yīng)溫度(20℃、40℃、60℃、90℃)對膠粒結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，隨著反應(yīng)溫度升高，并沒有改變動電納米的結(jié)構(gòu);研究了不同反應(yīng)時間(3min、5min、10min)對膠粒粒徑的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)時間為3min時，粒徑分布的兩個峰為70nm和14nm，5min時粒徑分布的峰為14nm，10min時粒子再次變大，分布范圍更廣。同時研究了不同pH條件下的溶膠ζ穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH為4時動電納米粒子溶膠穩(wěn)定性最佳。
　　(2)動電納米粒

4、子的傳導(dǎo)性能。研究了動電納米粒子的帶電性及電遷移率。結(jié)果表明，膠粒荷正電且其電遷移率3μm/s;分析了動電納米粒子的紅外、透射、及能譜，結(jié)果表明，動電納米粒子成分中存在Al、Si、O等元素，表面形成一層穩(wěn)定的包覆層，并且動電納米粒子中存在Al-O-Si鍵。
　　(3)基于Al2O3@SiO2動電納米粒子為修復(fù)介質(zhì)對改善混凝土孔隙率及在混凝土鋼筋防腐應(yīng)用研究。根據(jù)動電納米粒子的特性及混凝土試塊的特點研究了膠體導(dǎo)入混凝土的方式;研究了