砼防渗抗裂材料的配制与性能研究

论文摘要

随着我国国民经济的快速发展,我国的道路、桥梁、铁道等工程事业也得到了迅速发展,建成了一大批国内甚至世界堪称一流的建设工程,然而,我国建设工程中仍然存在着很多技术问题,比如混凝土的开裂与渗漏问题,提高混凝土结构物的防渗抗裂能力、降低维护费用,具有十分巨大的社会效益和经济价值。砼表面质量是影响砼耐久性的最主要因素,砼表面裂缝对砼的耐久性有着十分明显的影响（但不唯一）,尤其对南方多雨地区、海洋环境、大江大河或潮湿环境下的砼结构工程。混凝土的裂渗问题非常普遍,主要是由于混凝土在水化和硬化过程中,普通混凝土材料将不可避免地产生收缩变形,在约束情况下,当收缩变形得不到满足时,混凝土内部应力积累到一定数值后产生开裂,使有害介质包括水侵入砼的内部,造成砼内部的Ca（OH）2、铝酸盐等化学成分显著减少,导致砼内部结构疏松、钢筋生锈等一系列问题。本文研究的主要方法是在分析目前国内外防渗抗裂材料的研究现状和存在问题的基础上,探明了混凝土开裂的主要原因及混凝土在水化和硬化过程中的各种收缩情况,并利用含铝相原材料明矾和石膏、辅助材料研制了砼膨胀剂:同时对所研制的膨胀剂进行物理力学性能试验和微观分析。本文研究的主要内容是详细分析了膨胀剂的补偿收缩机理,剖析了混凝土开裂的主要原因,研究了目前国内外常用的砼防渗抗裂材料的性能及优缺点,在此基础上,研制了新型的砼防渗抗裂材料,并对研制的防渗抗裂材料及掺入后砼进行了物理力学性能测试和微观分析,在充分研究及数据分析的基础上,最后通过工程实际应用对膨胀剂的适用性能进行了评定。通过研究表明,非荷载裂缝是由混凝土的各种收缩变形造成的,在施工中可以用膨胀剂补偿混凝土的收缩,但膨胀剂会导致混凝土工作性变差。粉煤灰对补偿收缩混凝土抗渗性能会产生一定影响,适当掺加Ⅰ级粉煤灰会提高补偿收的抗渗性能,补偿收缩混凝土的养护非常重要,养护时间至少为14d,条件允许时最好绝湿养护,以提供充足的水分使膨胀源钙矾石形成,提高混凝土的抗裂性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 混凝土的裂渗问题
• 1.2 国内外抗裂防渗材料及施工技术的研究现状
• 1.2.1 在混凝土中掺加防水材料
• 1.2.2 在混凝土中掺加纤维
• 1.2.3 在混凝土中掺加混合材料
• 1.2.4 在混凝土中掺入减缩剂
• 1.2.5 在混凝土中掺入膨胀剂
• 1.3 当前膨胀剂存在的主要问题
• 1.3.1 掺加膨胀剂对砼早期温缩裂缝的影响
• 1.3.2 掺加膨胀剂对砼工作性的影响
• 1.3.3 掺加膨胀剂对砼强度的影响
• 1.4 本文研究的技术路线和主要内容
• 第二章 混凝土开裂原因及膨胀剂补偿收缩机理
• 2.1 裂缝
• 2.1.1 裂缝的基本概念
• 2.1.2 混凝土的裂缝与渗透的关系
• 2.1.3 裂缝产生的主要原因
• 2.2 收缩
• 2.2.1 自收缩
• 2.2.2 干燥收缩
• 2.2.3 塑性收缩
• 2.2.4 冷缩
• 2.2.5 碳化收缩
• 2.2.6 混凝土实际收缩情况
• 2.3 膨胀剂补偿收缩机理
• 2.3.1 补偿收缩模式
• 2.3.2 膨胀驱动力
• 2.3.3 膨胀剂防渗原理
• 第三章 新型膨胀剂的研制
• 3.1 原材料及实验方法
• 3.1.1 原材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 配制膨胀剂的考虑因素
• 3.2.1 各因素对钙矾石膨胀源的影响分析
• 3.2.2 混凝土工作性
• 3.2.3 配制思路
• 3.2.4 配制膨胀剂的实验
• 3.3 膨胀剂的生产
• 3.4 膨胀剂各项性能的检测
• 3.4.1 碱含量
• 3.4.2 膨胀性能
• 3.4.3 物理力学性能
• 3.4.4 抗渗性能
• 3.4.5 微观分析
• 3.5 延迟钙矾石问题
• 3.6 粉煤灰的影响
• 3.6.1 粉煤灰的作用
• 3.6.2 实验及结果分析
• 3.7 小结
• 第四章 环境条件对膨胀剂材料性能的影响
• 4.1 约束条件的影响
• 4.2 施工质量的影响
• 4.3 养护条件的影响
• 4.3.1 表面养护
• 4.3.2 不同养护条件对补偿收缩混凝土的影响
• 4.4 不同条件下的膨胀剂掺量问题
• 第五章 工程应用
• 结论
• 参考文献
• 致谢