荷载-环境耦合作用下硅烷复合乳液对混凝土的防护效果及机理研究
发布时间：2023-03-03 17:52
处于海洋环境中的混凝土结构其耐久性问题十分重要,特别是因荷载、氯离子、硫酸根离子等物理、化学作用造成的混凝土内部钢筋锈蚀与表层损伤,在整个海工混凝土结构耐久性中尤为突出。近年来的研究发现,水的存在是导致混凝土结构破坏的主要因素,因为氯离子、硫酸根离子等有害离子主要依靠水的传递作用进入混凝土内部,破坏混凝土结构稳定性,因此防水是提高混凝土耐久性的重要措施。目前,硅烷类渗透型防水材料因其良好的渗透性以及防水性能引起了学术界和工程界的广泛关注。但是,目前大多数的研究主要是在混凝土结构完好,忽略荷载因素影响下开展的,而在实际工程中,混凝土结构往往处于荷载与环境的耦合作用下,荷载的施加会造成混凝土开裂及裂缝发展,降低了混凝土对有害离子的抵抗能力。但对于硅烷在荷载-环境耦合作用下的防护效果与机理,还缺乏深入的研究和清晰的认识。因此,本论文主要开展了基于荷载与环境耦合作用下,TEOS/硅烷复合乳液与氧化石墨烯/硅烷复合乳液对海工混凝土的防护效果的研究。(1)本文首先以海洋潮汐区为混凝土试件暴露位置,设计实施了混凝土受弯构件实海暴露试验,并根据试验研究了荷载水平(受拉荷载与受压荷载)、水灰比、侵蚀时间...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 混凝土结构耐久性影响因素
1.2.1 氯离子侵蚀
1.2.2 硫酸盐侵蚀
1.2.3 荷载对混凝土耐久性的影响
1.2.4 水灰比对混凝土耐久性的影响
1.3 荷载-环境耦合作用下混凝土结构耐久性研究现状
1.3.1 荷载-氯盐耦合作用研究
1.3.2 荷载-硫酸盐耦合作用研究
1.4 混凝土表面涂层防护技术
1.5 目前研究存在的问题
1.6 研究目的和内容
第2章 试件制备及试验方法
2.1 混凝土成型及养护
2.1.1 基本原材料
2.1.2 混凝土配合比
2.1.3 试件制备和养护
2.2 防护材料的制备与涂覆方法
2.2.1 试验原料
2.2.2 制备流程
2.2.3 防护材料的涂覆方法
2.3 混凝土加载试验设计
2.3.1 加载装置的设计
2.3.2 试件的加载
2.3.3 应力松弛问题的处理
2.4 试验方案及数据收集
2.4.1 海洋暴露试验
2.4.2 取样检测及分析方法
第3章 荷载作用下硅烷复合乳液对混凝土氯离子渗透性能的影响
3.1 引言
3.2 混凝土氯离子侵蚀试验结果与分析
3.2.1 荷载水平对混凝土自由氯离子浓度分布的影响
3.2.2 混凝土水灰比对自由氯离子浓度分布的影响
3.2.3 暴露时间对混凝土自由氯离子浓度分布的影响
3.2.4 不同硅烷复合乳液对混凝土自由氯离子浓度分布的影响
3.3 氯离子扩散系数计算与分析
3.3.1 荷载作用对氯离子扩散系数的影响
3.3.2 暴露时间对氯离子扩散系数的影响
3.4 基于荷载与硅烷复合乳液作用下氯离子传输模型的建立
3.4.2 氯离子扩散模型参数的确定
3.5 本章小结
第4章 硅烷复合乳液对荷载作用下混凝土硫酸根离子传输与反应的影响
4.1 引言
4.2 混凝土中硫酸根离子的传输规律
4.2.1 荷载水平对混凝土硫酸根离子的传输影响
4.2.2 水灰比对混凝土硫酸根离子的传输影响
4.2.3 侵蚀时间对混凝土硫酸根离子的传输影响
4.2.4 不同硅烷复合乳液对混凝土硫酸根离子的传输影响
4.3 混凝土与硫酸根离子反应量的分析
4.3.1 荷载作用对混凝土中硫酸根离子反应的影响
4.3.2 不同水灰比对混凝土中硫酸根离子反应的影响
4.3.3 不同硅烷复合乳液对混凝土中硫酸根离子反应的影响
4.4 硅烷复合乳液对混凝土防护机理的研究
4.4.1 接触角测试
4.4.2 SEM结果分析
4.4.3 压汞法孔结构分析
4.5 本章小节
第5章 硅烷复合乳液对开裂水泥基材料中钢筋的防护
5.1 试验设计
5.1.1 不同宽度预制裂缝试件的制备
5.1.2 试验方法
5.2 硅烷乳液对海水浸泡7d条件下开裂水泥基材料的防护研究
5.2.1 试件开裂前涂覆浸泡条件下的电化学阻抗谱分析
5.2.2 试件开裂前后涂覆浸泡条件下的电化学阻抗谱分析
5.3 硅烷乳液对海水浸泡21d条件下开裂水泥基材料的防护研究
5.3.1 试件开裂前涂覆浸泡条件下的电化学阻抗谱分析
5.3.2 试件开裂前后涂覆浸泡条件下的电化学阻抗谱分析
5.4 硅烷乳液的防护效果对比
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
一、发表的学术论文
二、参与的课题
致谢
本文编号：3752833
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 混凝土结构耐久性影响因素
1.2.1 氯离子侵蚀
1.2.2 硫酸盐侵蚀
1.2.3 荷载对混凝土耐久性的影响
1.2.4 水灰比对混凝土耐久性的影响
1.3 荷载-环境耦合作用下混凝土结构耐久性研究现状
1.3.1 荷载-氯盐耦合作用研究
1.3.2 荷载-硫酸盐耦合作用研究
1.4 混凝土表面涂层防护技术
1.5 目前研究存在的问题
1.6 研究目的和内容
第2章 试件制备及试验方法
2.1 混凝土成型及养护
2.1.1 基本原材料
2.1.2 混凝土配合比
2.1.3 试件制备和养护
2.2 防护材料的制备与涂覆方法
2.2.1 试验原料
2.2.2 制备流程
2.2.3 防护材料的涂覆方法
2.3 混凝土加载试验设计
2.3.1 加载装置的设计
2.3.2 试件的加载
2.3.3 应力松弛问题的处理
2.4 试验方案及数据收集
2.4.1 海洋暴露试验
2.4.2 取样检测及分析方法
第3章 荷载作用下硅烷复合乳液对混凝土氯离子渗透性能的影响
3.1 引言
3.2 混凝土氯离子侵蚀试验结果与分析
3.2.1 荷载水平对混凝土自由氯离子浓度分布的影响
3.2.2 混凝土水灰比对自由氯离子浓度分布的影响
3.2.3 暴露时间对混凝土自由氯离子浓度分布的影响
3.2.4 不同硅烷复合乳液对混凝土自由氯离子浓度分布的影响
3.3 氯离子扩散系数计算与分析
3.3.1 荷载作用对氯离子扩散系数的影响
3.3.2 暴露时间对氯离子扩散系数的影响
3.4 基于荷载与硅烷复合乳液作用下氯离子传输模型的建立
3.4.2 氯离子扩散模型参数的确定
3.5 本章小结
第4章 硅烷复合乳液对荷载作用下混凝土硫酸根离子传输与反应的影响
4.1 引言
4.2 混凝土中硫酸根离子的传输规律
4.2.1 荷载水平对混凝土硫酸根离子的传输影响
4.2.2 水灰比对混凝土硫酸根离子的传输影响
4.2.3 侵蚀时间对混凝土硫酸根离子的传输影响
4.2.4 不同硅烷复合乳液对混凝土硫酸根离子的传输影响
4.3 混凝土与硫酸根离子反应量的分析
4.3.1 荷载作用对混凝土中硫酸根离子反应的影响
4.3.2 不同水灰比对混凝土中硫酸根离子反应的影响
4.3.3 不同硅烷复合乳液对混凝土中硫酸根离子反应的影响
4.4 硅烷复合乳液对混凝土防护机理的研究
4.4.1 接触角测试
4.4.2 SEM结果分析
4.4.3 压汞法孔结构分析
4.5 本章小节
第5章 硅烷复合乳液对开裂水泥基材料中钢筋的防护
5.1 试验设计
5.1.1 不同宽度预制裂缝试件的制备
5.1.2 试验方法
5.2 硅烷乳液对海水浸泡7d条件下开裂水泥基材料的防护研究
5.2.1 试件开裂前涂覆浸泡条件下的电化学阻抗谱分析
5.2.2 试件开裂前后涂覆浸泡条件下的电化学阻抗谱分析
5.3 硅烷乳液对海水浸泡21d条件下开裂水泥基材料的防护研究
5.3.1 试件开裂前涂覆浸泡条件下的电化学阻抗谱分析
5.3.2 试件开裂前后涂覆浸泡条件下的电化学阻抗谱分析
5.4 硅烷乳液的防护效果对比
5.6 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
一、发表的学术论文
二、参与的课题
致谢
本文编号：3752833
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