极端环境下水泥砂浆氯盐和硫酸盐侵蚀机理研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:frog_t
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在我国西部盐湖地区,由于较大的温湿度变化和高浓度腐蚀性硫酸盐,半埋混凝土结构往往遭受严重的硫酸盐侵蚀破坏,大大降低其服役寿命。本文设置了砂浆全浸泡和半浸泡在5%的Na2SO4和5%MgSO4溶液中,并设定半浸泡试验温湿度在20℃-80%RH和35℃-30%RH的隔日循环变化,揭示极端环境下水泥砂浆硫酸盐劣化损伤机理,同时研究了各类硫酸盐侵蚀影响因素,探究了砂浆内部氯盐-硫酸盐交互作用机制,以及不同涂层材料对砂浆抗硫酸盐侵蚀的防护效果。本文主要研究内容和结论如下:首先,本文研究了普通硅酸盐水泥(OPC)砂浆和硫铝酸盐水泥(CSA)砂浆硫酸盐半浸泡和全浸泡下的劣化损伤,通过测定砂浆的质量变化、相对动弹性模量变化、抗压/抗折强度损失及SO42-浓度分布,利用X射线衍射仪、环境扫描电子显微镜和压汞仪等微观检测方法,揭示砂浆硫酸盐侵蚀机理。结果表明,全浸泡下,OPC砂浆在MgSO4溶液中遭受化学侵蚀破坏强于Na2SO4化学侵蚀。但半浸泡下,由于Na2SO4物理侵蚀,砂浆遭受侵蚀破坏程度远高于MgSO4侵蚀。CSA水泥砂浆具有良好的抗Na2SO4化学侵蚀性能,但抗Na2SO4物理侵蚀性能较差。同时,本文研究了硫酸盐半浸泡砂浆劣化损伤规律及孔隙率和孔径分布变化,探究水灰比、矿物掺合料和氯盐对硫酸盐半浸泡砂浆劣化损伤影响。结果表明,降低砂浆水胶比能抑制硫酸盐化学和物理侵蚀。与OPC砂浆相比,掺入粉煤灰或矿渣的混合砂浆能提高抗Na2SO4化学侵蚀性能,却加剧Na2SO4物理侵蚀和MgSO4化学侵蚀破坏。氯盐能抑制OPC砂浆Na2SO4化学侵蚀和物理侵蚀,但对MgSO4侵蚀损伤影响不明显。此外,本文通过设置不同浓度的氯盐-硫酸盐混合溶液,探究砂浆内部氯盐-硫酸盐交互作用机制,并分析不同涂层材料对砂浆抗硫酸盐侵蚀防护效果。结果表明,随着氯盐浓度升高,砂浆中SO42-含量和反应系数均迅速下降。在侵蚀早期,随着Na2SO4浓度增加,氯离子含量及扩散系数逐渐降低,而在侵蚀后期,高浓度的Na2SO4导致砂浆破坏,进而增大氯离子含量和扩散系数。随着Na2SO4浓度增加,砂浆中Cl-结合能力逐渐降低。在砂浆Na2SO4长期浸泡中,各涂层防护效果为:聚脲涂层>玻璃鳞片环氧树脂>聚氨酯>硅烷>环氧树脂>水玻璃。
其他文献
上转换发光材料因其具有独特的反斯托克斯发光特性,低的自体荧光,低的光漂白性等优势,使其在生物成像、三维显示、光动力治疗、防伪加密以及太阳能光伏等领域都具有很好的应用前景,然而上转换材料真正在这些领域实现大规模商业化应用仍需要开展详细的研究工作。本论文基于上转换纳米晶制备技术以及上转换荧光粉宽带敏化两方面有针对性地开展研究,具体内容如下:采用共沉淀法制备NaYF4:Yb3+,Er3+上转换纳米晶,分
近年来,随着电子信息技术的飞速发展,电磁污染和电磁辐射问题日趋严重,电磁波吸收材料在军事作战、设备抗干扰、人体健康等领域的作用越来越突出。新型微波吸收材料应满足薄、轻、宽、强的要求,以此为目标,本文制备了几种碳基复合材料,并对其微波吸收性能进行了研究,系统探究了材料组分、结构与吸波性能之间的构效关系,提出了可能的微波吸收机理。以聚多巴胺(PDA)为碳源,采用MOFs自模板的方法,在ZIF-67纳米
MAX相陶瓷是一种新型的三元层状的金属性陶瓷材料,它结合了金属和陶瓷的部分优异性能,具有高强度、高韧性、自润滑、导电导热等性质。MXene则是利用MAX相中A层与MX层之间的弱结合力,采用刻蚀的方法将A层剥落,从而形成的一种二维纳米层状材料,具有良好的导电性和亲水性。使用传统陶瓷材料作为增强体制备钛基复合材料可有效提高其强度、硬度、耐磨性,但对复合材料的塑性造成很大的损害。MAX相作为一种金属性陶
近年来,金属铅卤化钙钛矿由于其高吸收系数,长的载流子扩散长度,和简单的制造工艺等优良特性现已成为光伏领域的新宠。有机卤化物钙钛矿太阳能电池是目前发展最快的光伏技术,具有优异的光电转换效率。在Miyasaka等人的首次开创性工作之后,有机铅卤化物钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在几年内迅速增加到NREL认证的23.3%。然而,尽管光伏性能非常出色,但这些材料中的重金属铅对生物和环境的毒害阻碍了其未来的
双稳态介电材料以其具有的优良的相变储能特性和多个稳定的状态,以及优异的光电子、光伏响应应用于民用、商用等多个领域,成为21世纪极具研究价值的新型材料,在国家社会发展中具有战略意义。有机-无机杂化双稳态材料与生俱来的易加工、合成温度低、成本低廉和结构易调控等优点。这些优点为解决传统无机钙钛矿材料机械强度大、制程工艺复杂、材料种类稀缺带来曙光,引发了材料研究学者的广泛关注和研究兴趣。基于上述考虑,为了
非连续增强钛基复合材料(DRTMCs)在航空航天,汽车制造,武器装备等领域具有广阔的应用前景。其中增强相呈网络状分布的钛基复合材料在强度提高的同时能够保持良好的塑性,在复合材料领域备受关注。石墨烯(GR)具有优异的力学性能是一类理想的增强材料。GR增强钛基复合材料的研究中,增强相多呈均匀分布,带来严重塑性损失,同时GR分散以及与钛基体反应等问题等限制了其优异性能的发挥。本论文以少层GR(﹤10层)
分子基晶态材料因其丰富的结构转变以及物化性质多样性而得到了广泛的研究,它的结构相变通常是由于由孤立的卤代金属盐阴离子、有机阳离子或结晶溶剂等在外部刺激触发的大自由度的运动造成的。探索结构相变中所起的作用的组分在研究基本物理现象和探索电子方面具有潜在的应用价值。能够自动响应外部环境刺激(热、光、电等)的智能响应材料吸引力了许多科研人员的兴趣,这些材料在分子开关、传感器、辐射检测装置、光电设备和智能能
二维MOFs纳米材料是一类新兴的二维材料,其规则可调的孔洞结构,丰富的活性位点、高的孔隙率和大的比表面积等优点使得它在多个领域具有广泛的应用前景。当前二维MOFs纳米材料的广泛应用主要受以下三个方面的限制:(1)高通量制备方法的建立;(2)制备及应用过程中的稳定性;(3)最佳应用领域探索。基于上述研究背景,本论文围绕吡嗪桥联的二维MOFs纳米材料的高通量制备方法建立、理化性质调控、应用探索等方面开
有机-无机杂化化合物同时结合了有机和无机组分各自的优异性能,由于其分子灵活性和多样性而受到广泛关注,同时卤素基取代阳离子对于杂化分子的功能调节具有重要意义。为了探寻更多的可协调的多功能相变材料,我们基于四甲基膦及其卤代衍生物作为阳离子与一系列无机金属阴离子配位成功合成了8种新型的有机-无机杂化化合物:[(CH3)3PCH2F]2[CdBr4](1)、[CH3PCH2Cl][Fe Cl4](2)、[
晶体发生相变时会引起结构的变化,也会使相应的物理性质(如介电性、热力学性质等)在相变温度处发生改变,因而可以广泛应用于数据存储、光子器件、光电子技术、可切换介电器件、生物传感器等。一般是利用有机-无机杂化的方式来构建相变材料,优势是有机胺阳离子与阴离子(金属卤素、无机酸)构成的化合物有良好的结构可控性。本文是基于分子体积稍微大一点的苯乙胺类化合物作为有机部分,通过调控苯乙胺类阳离子、阴离子合成一系