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水对水泥基材料的渗透是影响其耐久性的重要因素之一,尤其是对于一些抗渗要求较高的工程。本文结合结构-功能一体化理念,针对水泥基材料的水渗透特点,分别对水泥基材料基体疏水和表面超疏水展开研究。本文克服了液态油酸在水泥基材料中的分散问题,将油酸(OA)负载于粉煤灰(FA)上,制备了具有疏水功能的油酸-粉煤灰(OA-FA),以OA-FA为功能集料制备了具有较好抗渗性的疏水水泥基材料(HCBM)。同时本文对砂纸采用翻模法制备了硅胶阴模(SGM),结合了氯氧镁水泥中针棒状518相穿插搭接的水化生长特性,在氯氧镁水泥表面构造了超疏水结构。主要研究工作内容及成果如下:对于水泥基材料的基体防水抗渗,本文以油酸作为疏水功能改性剂,粉煤灰作为集料载体,将末端带有疏水烷基链的油酸复合到粉煤灰上得到了OA-FA,将OA-FA引入到水泥基材料中制备了具有良好防水抗渗性的HCBM。很好的解决了油酸在水泥基材料中难以分散的问题。FTIR图谱分析发现,OA-FA既包含了油酸的特征峰,又包含了粉煤灰的特征峰。引入OA-FA的HCBM表现出了优异的疏水功能,受OA-FA自身疏水性及由OA-FA构成的粗糙结构的双重作用,接触角从0增大到87°;气体渗透系数降低了87%;而且9d的毛细吸水测试结果表明在12%引入量时最低,相比较空白组,降低了63%,证明OA-FA的引入大大增加了水泥基材料的疏水性。表面超疏水改性是提高水泥基材料防水性最为直接有效的方法,本文利用了SGM的微纳米软限域功能,结合氯氧镁水泥中针棒状518相的水化生长机制,在氯氧镁水泥表面构筑了符合Cassie-Baxter模型的多尺度微纳米气固复合面结构,厚度在50100μm之间。最大接触角达到了154.6°,滚动滞后3°。通过Cassie-Baxter方程计算,SSHMOC的实际固-液界面所占界面比仅为f1=0.05,相比普通氯氧镁水泥降低了95%。SSHMOC的超疏水表面结构受氯氧镁水泥材料自身特性的影响,对于服役环境较为敏感,本文探索了影响其耐久性的因素。高湿度环境、浸水以及水冲刷都会破坏其多尺度微纳米气固复合面结构。随环境湿度从RH50%增加到RH100%,由于518相的水解导致其超疏水结构被破坏,接触角从150.1°降低到了81.5°;同时发现了Mg(OH)2的存在,也证明了518相在高湿度环境下发生了部分分解。随浸水时间增加到28d,接触角从150.1°降低到30°,28d时其超疏水结构基本消失。随水冲刷时间增加到10min,其接触角降低到122.4°。相对于耐水性差的氯氧镁水泥,SSHMOC的耐水性有所改善,但提升有限,对其超疏水结构进一步改性,延长其耐水时间是下一步的工作重点。