混凝土表面处理对表层混凝土抗渗性能影响研究

摘要

混凝土的渗透性与耐久性之间有着非常紧密的联系。水在压力或毛细作用下会渗透到混凝土内部，随着冻融循环引起混凝土开裂剥落。氯离子溶解在水中进入到混凝土内部引起钢筋腐蚀，CO2与表层混凝土内的Ca(OH)2发生反应导致混凝土中性化使钢筋表面脱钝也可引起钢筋锈蚀。因此，混凝土渗透性是表征其耐久性的一项重要指标。许多学者在混凝土渗透性和改善混凝土渗透性方法方面做过较深入的研究，但这些研究都是基于实验室方法基础之上，很少有针对现场混凝土进行的研究。改善混凝土表层渗透性的较快捷方便的方法是进行表面处理。
　　 本文研究了氟硅酸盐类和硅酸盐类处理剂对混凝土强度和表层硬度的影响。运用可用于现场测试的Autoclam试验仪研究两类处理剂对试样的气体渗透性和水渗透性改善效果。本文测试了处理剂对吸水率和碳化深度的影响。还研究了相同配合比下，砂浆试件处理56d龄期时的砂浆试件5mm深度内每毫米深度氢氧化钙量的变化和前5mm孔结构分布的变化。
　　 结果表明经过表面处理的混凝土28d抗压强度值影响不大，但氟硅酸盐处理过的混凝土的强度有一定的提高。纯水玻璃处理对混凝土表层硬度影响不明显，而经过氟硅酸钠预处理的混凝土表层硬度明显提高，在表层硬度改善方面起主要作用的是氟硅酸盐类处理剂。
　　 水玻璃在改善混凝土气体渗透性方面有较好的作用，且Autoclam气体渗透指数与碳化之间存在线性关系。水玻璃和氟硅酸镁在改善水泥基材料水渗透性方面都有较好的作用，水玻璃作用在后期而氟硅酸镁作用在前28d，且混凝土的水渗透指数与吸水率之间存在指数关系。并且2％浓度的氟硅酸钠是预处理的最佳量。
　　 氟硅酸镁和纯水玻璃处理会使5mm内的氢氧化钙量减少，而经过氟硅酸钠预处理后各层氢氧化钙量会相应增加。孔结构分析表明两类处理剂都会使孔隙率有所下降，并且大孔和毛细孔所占的比例得到降低，这些孔会影响水泥基材料渗透性的。因此两类处理剂的改善机理都是通过降低大孔和毛细孔的比例来降低混凝土的渗透性。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 研究内容、目的和意义

1．3 论文组成结构

第2章 文献综述

2．1 混凝土渗透性实验室方法

2．1．1 气体渗透测试方法

2．1．2 水渗透测试方法

2．2 混凝土渗透性就地测试方法

2．2．1 表层测试法

2．2．2 钻孔测试法

2．2．3 离子迁移测试法

2．3 表面处理剂种类和作用机理

2．3．1 非渗透性表面处理剂

2．3．2 渗透性表面处理剂

2．3．2 半渗透性表面处理剂

2．4 表面处理剂与基体的粘结性能

2．5 表面处理对混凝土水渗透性能的影响

2．5．1 表面处理的防水作用机理

2．5．2 不同表面处理的防水效果

2．6 表面处理对碳化的影响

2．7 表面处理对氯离子传输性能的影响

2．7．1 表面处理后的水泥基材料氯离子扩散模型

2．7．2 不同表面处理对水泥基材料氯离子的影响

2．8 本章小结

第3章 试验材料及方法

3．1 主要原材料及其性能

3．1．1 纯硅酸盐水泥

3．1．2 细集料

3．1．3 粗集料

3．1．4 表面处理剂

3．1．5 水

3．2 混凝土与砂浆试样制备和养护

3．3 表面处理方法

3．4 试验方法

3．4．1 Autoclam气体渗透和水渗透试验

3．4．2 吸水率试验

3．4．3 碳化

3．4．4 回弹试验

3．4．5 强度试验

3．4．6 差热分析

3．4．7 孔结构分析

第4章 表面处理对混凝土强度和表层硬度的影响

4．1 前言

4．2 表面处理对28d抗压强度的影响

4．3 表面处理对表面硬度的影响

4．3．1 氟硅酸镁表面处理对混凝土表面硬度的影响

4．3．2 水玻璃和氟硅酸钠对混凝土表面硬度的影响

4．4 本章小结

第5章 表面处理对混凝土气体渗透性的影响

5．1 表面处理对混凝土气体渗透的影响

5．1．1 氟硅酸镁处理

5．1．2 水玻璃处理对混凝土气体渗透的影响

5．1．3 水玻璃和氟硅酸钠复合处理对混凝土气体渗透的影响

5．1．4 不同处理对混凝土气体渗透的影响比较

5．2 碳化试验结果

5．2．1 氟硅酸镁对碳化的影响

5．2．2 水玻璃和氟硅酸钠对碳化的影响

5．3 Autoclam气体渗透与碳化的关系

5．4 差热分析

5．5 本章小结

第6章 表面处理对混凝土水渗透性能的影响

6．1 表面处理对混凝土水渗透的影响

6．1．1 氟硅酸镁处理

6．1．2 单纯水玻璃处理

6．1．3 氟硅酸钠和水玻璃复合处理

6．1．4 不同处理方法的比较

6．2 吸水率试验结果

6．2．1 氟硅酸镁对吸水率的影响

6．2．2 水玻璃和氟硅酸钠对吸水率的影响

6．3 Autoclam水渗透指数与吸水率关系

6．4 微观分析

6．4．1 差热分析

6．4．2 孔结构分析

6．5 本章小结

结论与建议

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文