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本论文研究的是孔填充修复材料(HG)及其对混凝土性能的影响,HG一种孔填充材料,是一种经过复配而成的无色透明的溶液。它与硬化的水泥浆体中毛细管中的物质发生反应,产生稳定的物相堵塞毛细孔隙,起到防止液体渗透的作用。对已服役的混凝土构筑物的修复和改善有重要意义。
本文采用水压试验法研究孔填充材料对混凝土性能的影响。首先,通过对比基准混凝土与经HG处理的混凝土抗渗性能的差异来研究HG对混凝土抗渗性的影响。引入不同种类的表面活性剂,通过测试最终确定HG液体各组分的配比。在已取得较好实验结果的基础上,将粉状HG与水泥、细砂等按比例混合,制成水泥基涂层材料,通过水压实验检测其抗渗性能。然后,采用吸水量法测试HG对砂浆防水性能,以及通过计算机油渗透率对砂浆的耐油渗性进行检测。最后,利用扫描电镜及XRD粉末衍射等手段对经HG液体处理的混凝土不同深度的微观形貌进行分析,论述其结构与性能之间的关系,进而探讨HG对混凝土的抗渗机理。
实验结果表明,经过HG液体处理的混凝土的抗渗压力相对基准混凝土提高只有125%~150%。添加表面活性剂并结合正交实验与抗渗试验得出结论:HG液体浓度范围在15%~20%之间,表面活性剂掺量在0.3%、浸泡时间1到1.5小时的混凝土抗渗性能最好。对比不同种类的表面活性剂对混凝土抗渗性的影响,可知JS405的效果是最好的。28天抗渗压力达到1.2MPa以上,二次抗渗压力也达到1.6MPa以上,抗渗压力相对基准混凝土提高了300%以上。
采用吸水量法测试HG对砂浆防水性能,以及通过计算机油渗透率对砂浆的耐油渗性进行检测。其中,通过用HG处理与未经HG处理的砂浆作对比实验,48小时吸水量随砂浆强度等级的增加而依次降低,吸水量比则呈现稳定下降趋势,表明强度等级越高HG处理的效果越好。而经HG处理的砂浆的机油渗透率随着砂浆等级的提高而依次降低,与未经HG处理的砂浆对比分别降低了29.4%、34.3%、45.0%、71.5%。
采用SEM、EDAX和XRD等手段对经HG处理的混凝土抗渗性进行微观分析。发现,HG与混凝土中的Ca(OH)2发生反应,在毛细孔隙中生成不溶性的反应产物,使得混凝土结构更加密实,提高了混凝土表面及表面附近的抵抗液体渗透的能力,其作用深度在10mm左右。在此基础上,通过实验观察与理论分析,探讨了经HG液体处理的混凝土抗渗能力提高的机理,分析了HG渗透深度与混凝土本身结构及混凝土抗渗性之间的关系。