【摘 要】
:
水泥基材料是世界上应用最广泛的一种结构工程材料,但在水泥水化过程中调控水泥水化反应的物质含量缺少,导致生成的水化产物形貌结构上呈现不规整状态,使水泥基材料成为一种抗折强度不足的脆性材料。水性石墨烯的出现提供了一种解决这些问题的新思路。其中氧化石墨烯(GO)和羟基化石墨烯(HOG)是水性石墨烯的重要组成部分,其自身具有大量含氧官能团以及大的比表面积,掺配水泥基材料可以起到增强增韧的作用。但因水性石墨
论文部分内容阅读
水泥基材料是世界上应用最广泛的一种结构工程材料,但在水泥水化过程中调控水泥水化反应的物质含量缺少,导致生成的水化产物形貌结构上呈现不规整状态,使水泥基材料成为一种抗折强度不足的脆性材料。水性石墨烯的出现提供了一种解决这些问题的新思路。其中氧化石墨烯(GO)和羟基化石墨烯(HOG)是水性石墨烯的重要组成部分,其自身具有大量含氧官能团以及大的比表面积,掺配水泥基材料可以起到增强增韧的作用。但因水性石墨烯在水泥水化环境中分散能力差导致其对水泥基材料的增益效果不尽人意。目前改善水性石墨烯掺配水泥基材料的分散性研究主要采用掺加聚羧酸类减水剂(PC)和机械搅拌作为水性石墨烯的分散手段。本文研究了木质素磺酸钠(SL)在以饱和氢氧化钙(CH)溶液模拟水泥水化孔隙液环境中协同PC分散GO和HO-G,并研究良好分散后的GO和HO-G对水泥基材料流动性能、力学性能和耐久性的影响,进一步研究了SL分散GO和HO-G改性水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)涂层的抗渗性能。本文主要研究成果如下:(1)GO和HO-G在饱和氢氧化钙溶液(CH)中的分散性研究表明:通过紫外-可见分光光度计(UV-vis)、Zeta电位、原子力显微镜(AFM)测试,得到质量比SL:GO=3:1、SL:HO-G=4:1时,水性石墨烯的分散状态有明显的改善。(2)SL对GO掺配水泥基材料的性能研究表明:加入分散剂SL,可提高GO掺配水泥砂浆的流动度和力学强度。当SL:GO的质量比为3:1、GO掺量为0.03%时,相较于基准试件,SL分散GO使水泥砂浆3d抗压、抗折强度分别提升了39.13%和39.37%,28d抗压、抗折强度分别提升了33.84%和33.48%;扫描电子显微镜(SEM)图像证实了GO对水泥基材料的性能影响取决于其分散的程度,均匀分散的GO可以更好调控水泥水化产物形貌,使其生长的更加规整;X射线衍射(XRD)说明加入GO和SL生成的水泥水化产物的种类是相同的,不同的是生成的水泥水化产物的数量和强度;压汞法(MIP)测试得到当SL与GO的质量比为3:1,GO掺量为0.03%时,水泥砂浆的孔隙率为11.26%,中值孔径和平均孔径之间差异最小。当SL掺量为0.09%、GO掺量为0.03%时,水泥砂浆的质量损失率、强度损失率、氯离子扩散深度以及扩散系数均降低。(3)SL对HO-G掺配水泥基材料的性能研究表明:加入分散剂SL,可提高HO-G掺配水泥砂浆的流动度和力学强度。当SL与HO-G的质量比为4:1、HO-G掺量为0.03%时,相较于基准试件,SL分散HO-G使水泥砂浆3d抗压、抗折强度分别提升了37.69%和17.31%,28d抗压、抗折强度分别提升了33.05%和31.52%。由此表明SL的掺加使GO和HO-G分散性进一步提高,对应的水泥基材料流动性和力学性能有了明显增强。SEM图像证实了均匀分散的HO-G可更好调控水泥水化产物形貌,使其生长更加规整;XRD说明加入HO-G和SL生成的水泥水化产物的种类是相同的,不同的是生成的水泥水化产物的数量和强度;MIP测试得到当SL与HO-G的质量比为4:1,HO-G掺量为0.03%时,水泥砂浆的孔隙率最小为9.84%。当SL掺量为0.12%、HO-G掺量为0.03%时,水泥砂浆的质量损失率、强度损失率均较低、氯离子扩散深度以及扩散系数均降低。(4)GO或HO-G改性CCCW防水材料的抗渗性能研究表明:当SL与GO的质量比为3:1,GO掺量为0.03%时,涂层抗渗压力比最高为366%,相较于单独掺加CCCW的涂层抗渗试件提高了96%;当SL与HO-G的质量比为4:1,GO掺量为0.03%时,涂层抗渗压力比最高为400%,相较于单独掺加CCCW的涂层抗渗试件提高了127%;粉体化GO掺量为0.03%时,涂层抗渗压力比最高为433%,相较于单独掺加CCCW的涂层抗渗试件提高了163%;固定GO掺量为0.03%,当CCCW材料母料掺量为3%时的涂层抗渗压力比最高为446%,较单独掺入CCCW母料的涂层抗渗试件提高了46%。
其他文献
随着世界经济与科技的快速发展,智能化时代拉开序幕,自动驾驶技术的发展和应用也备受人们的关注。其中轨迹规划和跟踪控制作为自动驾驶的关键技术,决定着自动驾驶汽车在行驶过程中的安全性和稳定性。针对规划安全性和控制鲁棒性等问题,进行自动驾驶汽车结构化道路避障轨迹规划及轨迹跟踪控制算法研究,能够有效提高自动驾驶汽车的避障系统性能。本文具体研究内容包括以下几个方面:(1)局部避障轨迹规划。针对自动驾驶汽车避障
城市地下综合管廊是一种敷设于路基下方的新型市政结构,近年来综合管廊越来越多的参与到了城市的建设当中。当管廊和路基以软土为地基的情况下势必会造成路基整体失稳和沉降等诸多工程问题。本文以某实际管廊工程为依托,以MIDAS GTS有限元分析软件为工具,将两者结合建立软土地基管廊路段道路模型,分析数据并得到管廊路段路基沉降的特殊性规律,通过采取变刚度复合地基和管廊过渡段侧板的措施,极大地控制了路基的各种沉
随着城市土地利用趋向于综合化,综合开发地块中不同性质用地的停车需求具有互补性,因此综合开发地块的总停车需求由于各自停车需求高峰的“错时”现象而得以降低。然而,目前计算综合开发项目泊位规模的计算方法通常只考虑各单一性质用地的停车配建指标后,做简单叠加,从根本上忽略了土地综合开发模式下共享停车行为的产生机理以及城市不同发展区位差异性等重要因素,致使综合开发地块停车泊位资源的配置粗放化,难以精细反映停车
本文针对现在隧道洞口处光环境较差导致交通事故频发的现象,提出通过在隧道洞口处设置不同颜色和材质路面的形式来改善隧道洞口处光环境。开展了不同颜色和材质路面在不同光源下的亮度照度实测试验、夏季最不利工况下的隧道洞口处实车实验、基于DIAlux的室内动态仿真模拟试验、层次分析法的模糊综合评价模型构建和基于Sketch Up和Lumion的室内动态仿真模拟试验,结合相关眼动参数和心理满意度评价对隧道入口处
沥青路面抗滑特性是判断路面安全性的关键指标,而优异的抗滑特性也是保证车辆安全的最有效手段。本文依托贵州省公路局科技项目,使用安顺地区大量的玄武岩和石灰岩为研究对象,按不同比例掺配制备的沥青混合料为主要研究对象,分析了各种条件(水流量、荷载)下的抗滑性能和衰减规律。论文的主要工作如下:首先,系统分析了沥青路面抗滑特性的形成机理、影响因素以及抗滑指标测试方法。针对玄武岩与石灰岩进行基本性能测试,通过不
大变形是隧道工程的难点和热点问题,目前尚未得到较好解决。随着隧道工程逐年向长、大、深埋方向发展,特别是隧道穿越高地应力软岩地段时,发生大变形不可避免,严重影响隧道施工安全及运营状况。当隧道发生大变形时,以增加支护刚度为主的支护理念中占主导地位。强支硬顶的支护手段在抑制围岩变形的同时诱发了极大的形变压力,导致钢支撑因受荷过大而产生扭曲、喷射混凝土开裂、二次衬砌开裂等问题。预应力锚索支护由此应运而生。
近年来,我国公路交通基础设施建设发展迅速,但在推动经济发展的同时,对路域环境也造成了很多负面影响,交通噪声是交通运营中的主要污染物之一,影响着人们的出行体验和身体健康。低噪声路面的使用能一定程度降低交通噪声污染,其中,聚氨酯高弹多孔路面(Polyurethane Porous Elastic Road Surface,简称PERS)凭借多孔吸声、高弹减振的耦合降噪特性,表现出极其优异的降噪功能。但
随着我国公路建设里程的不断增加,路网的逐渐完善,对路面功能性的要求也越来越高。高弹多孔混合料属于功能性面层材料,具备降噪、排水、除冰等复合功能。该混合料以聚氨酯作为胶粘剂,以砂石和橡胶颗粒为集料,具有弹性高、空隙率大的特点,具备良好的路用性能。目前制约高弹多孔混合料进一步推广应用的问题之一是层间脱粘,进而导致路面发生拥包、推挤等病害。因此,本文针对高弹多孔混合料的粘层力学行为和处置技术展开研究。首
我国可溶岩层分布面积达到了344.3万平方公里,占国土面积的1/3,因此隧道在建设过程中经常会穿越岩溶区,甚至不可避免地要穿越岩溶发育区,衬砌背后空洞作为岩溶隧道常见的质量缺陷,严重威胁隧道运营安全。本文首先对上古隧道进行衬砌背后空洞及渗漏水病害调查,总结岩溶隧道衬砌背后空洞及渗漏水病害特征;其次对岩溶隧道衬砌背后空洞成因及外水压力进行研究,对空洞作用下衬砌渗漏水病害成因展开理论分析;接着基于混凝
在开展交通建设项目时常面临边坡、路堑和隧道施工,不可避免要使用爆破技术进行开挖。常规爆破技术的炸药利用率低、粉尘浓度高、易造成超挖和欠挖,同时对临近构筑物的振动影响较大。而聚能水压爆破技术具有定向破岩、改善超挖欠挖和减少围岩扰动等优势,应用前景广阔。本文以峨眉至汉源高速公路某段路基的征地线与批准矿区开采点相覆盖的问题为背景,采用文献调研、现场勘察、理论分析和数值模拟的方法,对聚能水压爆破在围岩中的