硅烷防护材料的分子动力学模拟及试验

通过分子动力学模拟三种硅烷材料在水泥毛细孔隙中的传输过程,并通过毛细吸水试验、接触角测定进行试验验证.模拟发现,硅烷羟基部分通过离子键与C-S-H界面连接,烷基部分指向孔道中心,降低界面亲水性.同时硅烷分子之间会形成团簇体,抑制通道中水分子传输.试验结果与模拟结果基本吻合.接触角测试表明,涂覆硅烷材料后,水泥试块的接触角增大,其中涂覆辛基三乙氧基硅烷的试块接触角达到130°左右.毛细吸水试验结果表明,涂覆辛基三乙氧基硅烷的试块在48 h后的吸水量仅为165 g·m-2,比未处理的试块吸水量(789 g·m-2)降低了79％左右.甲基三乙氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷也具有一定的防水效果,但吸水量比涂覆辛基三乙氧基硅烷的试块稍多.     

TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对带损伤水泥基材料的防护

以异丁基三乙氧基硅烷和正硅酸四乙酯(TEOS)为主要原料,制备了TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液(简称复合乳液),并对比研究了复合乳液、异丁基三乙氧基硅烷乳液、TEOS三种材料对水泥基材料在出现磨损(5 mm范围内)和裂缝(0.1 ～0.5 mm范围内)损伤后防水效果的影响.结果 表明,复合乳液、异丁基三乙氧基硅烷乳液对出现损伤后的水泥基材料具有很好的防水效果,TEOS的效果较差.当再生混凝土磨损深度达到5 mm时,涂覆复合乳液的试块比未磨损试块的吸水系数分别降低了45.8％(C40)和54.6％ (C50).涂覆复合乳液后,即使水泥基材料出现0.2 mm和0.5 mm裂缝,试块的毛细吸水系数也比未涂覆时分别降低了74.8％和70.1％.     

老化和表面磨损对硅树脂表面浸渍混凝土防水效果的影响EI北大核心CSCD

研究了氙灯老化和表面磨损对硅树脂乳液表面浸渍混凝土防水效果的影响。结果表明:硅树脂用于表面防水处理能显著提高混凝土的憎水性能,明显降低混凝土的毛细吸水性能,且随着涂覆量的增加效果更为明显;氙灯老化90 d后硅树脂表面浸渍处理混凝土的接触角变化不大,混凝土试块的吸水曲线几乎没有变化,仍表现出良好的憎水性。Si—O—Si主链的存在使得硅树脂具有良好的抗老化性能;随着磨损深度的增加,硅树脂表面防水处理混凝土试块的憎水性逐渐下降。     

内掺硅烷乳液憎水剂对混凝土性能的影响

通过强度测试、水化热实验、热重分析、毛细吸水实验以及压汞实验研究了内掺硅烷乳液憎水剂对混凝土强度以及毛细吸水性能的影响规律及其机理.结果表明:高掺量硅烷乳液一定程度上抑制水泥水化,从而导致混凝土早龄期抗压强度和劈裂抗拉强度下降以及28 d养护后水泥净浆试块中毛细孔的体积增大.毛细吸水实验表明:28 d龄期混凝土毛细吸水...     

不同温度下矿物掺合料对喷射混凝土水化行为及力学性能的影响

不同温度下粉煤灰、矿粉和硅灰对喷射混凝土水化行为及力学性能的影响规律尚不明确。本文通过XRD定量分析、热重分析和SEM测试等手段表征了不同温度和龄期下三种矿物掺合料对喷射混凝土水化行为的影响,并测试了砂浆抗压强度。结果表明,不同温度下,硅灰和矿粉能提高喷射混凝土早期和后期强度,粉煤灰不利于早期强度的发展,20℃时粉煤灰体系砂浆6 h抗压强度低于基准值。6 h和1 d龄期时,温度对试块抗压强度的影响非常显著,60℃时硅灰体系砂浆6 h抗压强度高达13.39 MPa;随着龄期增长,温度对试块强度的增强作用减弱。温度升高会激发矿物掺合料的火山灰效应,生成C-S-H凝胶填充内部孔隙,提高体系砂浆试块抗压强度。同一温度、龄期下,硅灰体系水化产物中C-S-H凝胶含量多,抗压强度最高。矿粉体系水化程度最高,抗压强度较高。粉煤灰体系中AFt含量最高,但C-S-H凝胶含量少,抗压强度最低。本文对特殊环境下矿物掺合料在喷射混凝土中的应用有指导作用。     

建筑外墙用纤维增强水泥砂浆的收缩性能研究

在建筑外墙用水泥砂浆中掺入了不同类型的纤维,对比分析了基准水泥砂浆试块与纤维增强水泥砂浆试块的收缩性能与断面形貌。结果表明,基准砂浆和纤维增强砂浆试块的自收缩率都会随着龄期增加而逐渐增大,在相同龄期下,纤维增强砂浆试块的自收缩率都明显低于基准砂浆的自收缩率,纤维增强砂浆试块的收缩率会明显高于自收缩率;基准砂浆和纤维增强水泥砂浆试块的失水率都会随着龄期增加而逐渐增大,四种纤维增强水泥砂浆在龄期90d时的失水率差别并不大,整体介于6.89%～7.31%之间;玻璃纤维砂浆试块的90d干缩率和35d湿胀率最小,在相同失水率的情况下,玻璃纤维增强水泥砂浆试块的收缩率是纤维增强水泥砂浆试块中最小的,即玻璃纤维更加有利于抑制水泥砂浆试块的收缩,具有最好的干缩湿胀稳定性。     

硅烷基聚合物防水粉末对早强砂浆性能影响的试验研究

通过试验,研究了硅烷基聚合物防水粉末掺量对早强砂浆的流动性能、抗压强度、抗折强度、吸水性能及抗氯离子渗透性能的影响规律。早强砂浆是由普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和石膏为胶凝材料制备而成,硅烷基聚合物防水粉末是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、聚乙烯醇和异丁基三乙氧基硅烷为主要原料制成。试验结果表明：硅烷基聚合物防水粉末掺量3.0%以内时,早强砂浆流动度和经时流动度损失符合规范要求;掺量为3.0%时,28 d龄期的早强砂浆试件吸水率最大降低58.9%,抗压强度和抗折强度未降低,抗氯离子渗透性能提高44.6%。     

复配硅酸盐与水解硅烷对混凝土抗渗性的影响

利用复配硅酸盐与水解的十二烷基三甲氧基硅烷对水泥砂浆表面进行防水处理以提高混凝土的抗渗性能.通过SEM观察微观形貌,以接触角、透气性与毛细吸水系数试验,研究了不同表面处理剂对砂浆抗渗性能的提升作用.结果表明:复配硅酸盐-硅烷复合处理可以抑制单独使用复配硅酸盐的固化开裂问题以及弥补单独使用水解硅烷难以浸渍裂缝的缺陷,提高...     

海水海砂砂浆力学与毛细吸水性能及微观结构研究

对不同龄期、水灰比的海水海砂砂浆(SSM)试块开展了抗压、抗折强度测试,通过称重法研究了水灰比、龄期及水温对SSM毛细吸水性能的影响,并基于低场核磁共振技术研究了SSM力学、毛细吸水性能与微观结构的关系,最后将基于多孔介质毛细管吸水模型计算的代表性毛细管直径与基于低场核磁横向弛豫时间估算的砂浆孔隙直径进行了对比分析与讨论。结果表明,SSM前3天强度发展较快,水灰比为0.4的SSM试块养护3 d时的抗压、抗折强度分别为养护28 d时的56.2%、70.3%。当水温从20 ℃升至40 ℃时,水灰比为0.4、养护28 d的SSM试件毛细吸水系数增大1.2倍。长期一维吸水过程中,试件单位面积累计毛细吸水量与吸水时间的0.25次幂呈线性关系。随龄期增长,SSM试件孔隙率呈减小趋势。基于毛细管吸水模型得出的代表性毛细管直径与基于低场核磁横向弛豫时间估算的砂浆孔隙直径较为接近。     

异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对泡沫混凝土防水性能的影响

用溶胶合成法制备了 4种异丁基三乙氧基硅烷复合乳液（ IBTS乳液、 GO/IBTS复合乳液、 TEOS/IBTS复合乳液和 GO/TEOS/IBTS复合乳液）,并在泡沫混凝土表面进行防水处理,通过毛细吸水、渗透深度、 SEM、EDS等方法研究了复合乳液对泡沫混凝土防水性能的影响。结果表明： 4种复合乳液均具有良好的防水效果,当单次涂覆时,毛细吸水系数分别减少了 84. 35%（GO/TEO/IBTS复合乳液）、 79. 47%（GO/IBTS复合乳液）、67. 80%（TEOS/IBTS复合乳液）和 65. 00%（IBTS乳液）; IBTS乳液在泡沫混凝土内部形成的防水层最厚,达到 16. 05 mm,TEOS/IBTS复合乳液形成的防水层最薄,但也达到了 13. 99 mm;SEM、EDS微观试验发现复合乳液改变了泡沫混凝土的微观形貌。     

碳化对镁渣砂浆强度和微观结构的影响

采用CO2养护加速碳化镁渣砂浆,制备了低碳胶凝材料。研究了水灰比和碳化龄期对碳化镁渣砂浆的力学性能及微观结构的影响。结果表明：在CO2浓度为99．9％、压力为0．1 MPa、温度为23℃的碳化养护条件下,水灰比为0．4的镁渣砂浆碳化14 d后,抗压强度是其碳化前强度值的9．9倍,延长碳化时间有利于强度的提高。水灰比对碳化砂浆强度影响显著,低水灰比试件碳化后强度提高更多。通过微观分析发现,碳化养护提高镁渣砂浆强度的原因是,碳化后生成大量的CaCO3,使试件更加致密,孔隙率降低。     

掺粉煤灰的砂浆和同参数混凝土碳化相关性研究

随着混凝土的发展,矿物掺合料得到了广泛的运用,它们对混凝土抗碳化性能的影响成为国内外专家研究的热点。为了排除粗骨料对测定混凝土碳化边界的干扰,本论文以砂浆来代替同参数混凝土的角度着手,研究掺粉煤灰的砂浆的碳化行为及其和同参数混凝土的碳化行为的相关性,研究了不同水胶比,不同粉煤灰掺量,不同养护条件和不同龄期下的砂浆的碳化行为,同时研究了不同养护龄期和养护条件下同参数砂浆和混凝土碳化行为的相关性。研究结果表示粉煤灰掺量应控制在一定的范围,在28d龄期范围内,砂浆的碳化可以代替同参数的混凝土的碳化行为。     

矿渣碳化硬化过程的研究

将矿渣压制成2 ×2 ×2 cm3的立方体试块,分别在30 ℃、60℃、90℃、120℃条件下于CO2气氛中碳化.对碳化试块的质量、抗压强度变化进行了测定.采用X射线衍射仪(XRD)、热重-差热分析仪(TG-DSC)分析了碳化过程中的物相变化.用扫描电子显微镜(SEM)观察了碳化后产物的微观形貌.结果表明,矿渣试块的抗压强度及质量变化均随碳化温度的增加而增加,且随碳化龄期的延长而增加.矿渣在90℃条件下碳化6h的抗压强度达41.2 MPa,质量增加9.9％,在此条件下1 kg矿渣可固化储存99 g的CO2.矿渣的碳化产物主要为CaCO3,未生成C-S-H凝胶和Ca(OH)2.结果表明了矿渣在固碳的同时亦能硬化形成良好力学强度的块体材料,这是“以废治废”的良好途径.     

不同养护龄期涂覆硅烷对混凝土结构耐久性的影响

文章选择了普通混凝土、高性能混凝土和高强混凝土3种具有代表性的混凝土配合比,研究了不同养护龄期涂覆硅烷对硅烷在混凝土中的渗透深度、混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响。研究结果表明:随着养护龄期的延长,硅烷的渗透深度降低,水胶比越高,硅烷的渗透深度越深。同一混凝土配合比,早龄期涂覆硅烷可以提高混凝土的强度和降低混凝土的氯离子扩散系数。可见,在早龄期涂覆硅烷对混凝土具有一定的保护作用。     

TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用溶胶合成法,以正硅酸乙酯(TEOS)与异丁基三乙氧基硅烷乳液制备TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合渗透型防水材料,保证硅烷乳液稳定性的同时提高了乳液中的硅烷含量。通过混凝土毛细吸盐、快速氯离子迁移系数法,对比研究了异丁基三乙氧基硅烷乳液、TEOS、TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:TEOS/异丁基三乙氧基硅烷复合乳液对混凝土抗氯离子渗透能力最强,且将氯离子向混凝土的渗透深度控制在5 mm以内。与未经过涂覆处理的空白试块相比,其在混凝土(强度等级分别为C40和C50)浅表层的氯离子含量分别降低了69.38%和56.39%。在快速氯离子渗透试验中,复合乳液也表现出优异的防护效果,与空白试块相比渗透深度分别下降71.71%和71.15%,氯离子扩散系数分别降低83.67%和83.33%。     

单氟磷酸钠对天然碳化高炉矿渣砂浆的影响(英文)

研究了10%的单氟磷酸钠溶液作为表面处理剂对碳化高炉矿渣水泥砂浆耐久性的影响。砂浆养护10d后或暴露在自然环境中1a后,进行表面处理,这2种处理方式分别称为前处理与后处理。通常情况下,砂浆在碳化侵蚀后其微观结构被严重破坏。处理后的砂浆经碳化后的微观结构大为改观。试验结果表明:处理后的碳化高炉矿渣水泥砂浆的抗冻融循环能力得到了很大提高。     

VAE改性水泥砂浆微观结构及性能研究

以醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)、水泥、石英砂等材料,制备出一种混凝土路面修复用聚合物改性水泥砂浆,研究了VAE掺量对水泥砂浆流动度、强度、干缩、抗碳化特性及界面粘附性的影响,并采用扫描电镜(SEM)观测其微观结构。结果表明,抗折强度、界面粘结强度随VAE掺量的增加先增加后降低,表明VAE可以提高水泥砂浆的柔韧性、界面粘结强度;随着VAE掺量的增加,1 h流动度损失率、干缩率、碳化深度逐渐降低,表明VAE可以改善水泥砂浆的保水能力、干缩率、抗碳化侵蚀能力;SEM测试结果显示,聚合物胶膜填充于砂浆内部的有害孔隙,裹附于水化产物表面,提高了砂浆的密实程度。综合考虑水泥砂浆物理力学及经济性能,推荐VAE作为改性聚合物的合理掺量为胶凝材料用量的8%。     

VAE改性水泥砂浆微观结构及性能研究

以醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)、水泥、石英砂等材料,制备出一种混凝土路面修复用聚合物改性水泥砂浆,研究了VAE掺量对水泥砂浆流动度、强度、干缩、抗碳化特性及界面粘附性的影响,并采用扫描电镜(SEM)观测其微观结构。结果表明,抗折强度、界面粘结强度随VAE掺量的增加先增加后降低,表明VAE可以提高水泥砂浆的柔韧性、界面粘结强度;随着VAE掺量的增加,1 h流动度损失率、干缩率、碳化深度逐渐降低,表明VAE可以改善水泥砂浆的保水能力、干缩率、抗碳化侵蚀能力;SEM测试结果显示,聚合物胶膜填充于砂浆内部的有害孔隙,裹附于水化产物表面,提高了砂浆的密实程度。综合考虑水泥砂浆物理力学及经济性能,推荐VAE作为改性聚合物的合理掺量为胶凝材料用量的8%。     

一种防渗透硅烷纳米粒子/聚乳酸复合超疏水涂料

以十六烷基三甲氧基硅烷与原硅酸四乙酯为原料,经溶胶-凝胶反应得到疏水硅烷纳米粒子,再将其加入到聚乳酸的二氯甲烷溶液中与硅烷偶联剂正丙氨基三乙氧基硅烷反应,得到一种具有优异防渗透性能的超疏水涂料。采用FTIR和SEM对涂料结构和形貌进行了表征。红外分析表明,硅烷偶联剂不参与化学反应。SEM表明,涂料的超疏水性源自表面多级拓扑结构。接触角测试表明,硅烷纳米粒子极大地提高了涂料的防水性,当硅烷纳米粒子用量为4%(以聚乳酸/二氯甲烷溶液总质量计)时,超疏水涂料的水接触角达到150°以上;在10～20min测试时间内,相对于单一疏水硅烷纳米粒子〔接触角降速150(°)/min〕和单一聚乳酸溶液〔接触角降速9.5(°)/min〕涂覆,疏水硅烷纳米粒子/聚乳酸复合防水涂料的涂覆大幅度提高了样品的防渗透性,接触角降速仅为0.8(°)/min,这是疏水硅烷纳米粒子的多级结构与聚乳酸优异的成膜性相结合的结果。     

受冻融混凝土表面处理后水分侵入机理研究

采用硅烷凝胶对冻融损伤混凝土进行表面处理,通过毛细吸水和压汞试验技术研究表面处理前后的受冻融混凝土吸水性能和微观孔结构,并对水分侵入机理进行分析.结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土毛细吸收系数和孔隙率成倍数提高.在吸水初期36 h,硅烷凝胶用量和冻融损伤度对毛细吸水影响不明显,后期差异越来越大.受冻融混凝土表层孔结构劣化导致的憎水层致密性差,使得外部液态水从“水汽传输”逐步过渡到与内部非憎水区的凝结水形成“水路传输”,是冻融损伤混凝土表面防水过早失效的根本原因.