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暑假,我们随家长一起到鸡公山旅游。在领略完山峦的秀美之后,天突然阴沉下来,我们就赶快找了个农家小院里躲了进去。雨越下越大,还刮起了大风。晚上9点多,突然小院里停电了,我们赶紧找来蜡烛点上。点上蜡烛不久,雨水突然从房顶的裂缝滴了下来,而且越滴越厉害。这时候,我们发现了一种现象,就是雨水滴到蜡烛流淌过的混凝土桌面后,雨水没有直接渗进混凝土里,而是像珍珠一样滚到其他的地方。水珠滚到蜡烛没有流淌过的地方后就渗了进去。于是我们想,如果屋顶的混凝土材料里加入石蜡这种物质可能屋顶就不会漏雨了。回到家后,我们三人就想做一个关于混凝土防水、防腐材料方面的研究。我们的想法得到了家长和学校老师们的支持。
研究目的
利用蜡粒的憎水性提高水泥制品的防水性、防腐性、抗冻性、耐久性,减低钢筋锈蚀危害,提高混凝土结构的安全性,大幅度延长混凝土构筑物的使用寿命。
研究思路
在搅拌混凝土时,将直径2mm以下的石蜡颗粒与水泥、砂、石、水一起搅拌,做成混凝土制品进行蒸汽养护。蒸养温度高于石蜡熔点(约60℃左右),使蜡粒熔化,将混凝土孔洞或毛细孔疏水化。这样制成的混凝土制品由于水或含腐蚀介质的水溶液难以浸入混凝土内部,从而提高防水防腐效果。
研究过程
首先,我们要确定石蜡粒径、掺量对混凝土性能的影响规律,得出性价比较理想的石蜡粒径范围与掺量。为了验证其效果,我们进行了砂浆及混凝土试件的抗渗性、吸水率、抗压强度、抗冻性、钢筋锈蚀试验以及在盐溶液中的防腐蚀试验,并实际制作混凝土水槽盛水,观察其防水性。
掺入石蜡会对混凝土的强度产生一定影响,试验结果:
随着蜡粒掺量的增加,混凝土抗压强度会有一定程度的下降,但强度下降幅度不大,不超过5%。掺入蜡粒造成强度下降的原因是,石蜡自身的强度以及它与水泥的粘结强度显然不如砂石的强度以及砂石与水泥的粘结强度,蜡粒与水泥的结合部是遭受荷载时的薄弱环节,受力破坏面往往出现在其界面处。
本研究利用了材料化学、表面物理化学、数学正交试验方法和归纳统计法等方面的知识。我们将石蜡分散在混凝土中,高温蒸养使蜡粒熔化吸附在毛细孔表面,利用石蜡的疏水作用阻止水分和腐蚀介质进入混凝土内部,提高其防水、防腐性,阻止钢筋锈蚀。
研究结果
利用石蜡作为水泥制品的防水防腐剂,国内未见报道。现有做法是在水泥混凝土中掺入各种外加剂,如防水剂、减水剂、膨胀剂等。
采用普通水泥、混凝土的冻融试验结果:
经过100次冻融循环后,掺蜡粒的混凝土强度损失与质量损失大大低于基准混凝土,说明掺蜡粒可以显著改善混凝土的抗冻性和耐久性。这是由于蜡粒使混凝土憎水,水分难于进入混凝土内部,也就减少了混凝土的冻害。
防水剂往往是一些憎水性的材料(如脂肪酸盐,如硬脂酸钠、油酸钾等),可使混凝土中毛细孔憎水或生成凝胶类产物堵塞毛细孔,因而可以改善混凝土的抗渗性和吸水性,从而达到防水目的。但这类憎水性材料往往会引起气泡增加,导致混凝土强度较大下降。因此,其发展受到一定的限制。减水剂则是利用其表面活性作用,降低混凝土拌和用水量,减少毛细孔数量,提高混凝土密实度来提高防水作用的。而利用膨胀剂,在水化过程中产生大量的钙矾石或氢氧化钙等产物,产生一定的膨胀,来配制补偿收缩混凝土,防止混凝土开裂,减少并细化毛细孔,同样可以达到抗渗防漏之目的。
专家点评
申报者观察到生活中蜡烛油浸没过的混凝土桌上雨水成为珍珠而滚到他处并不渗入混凝土,因而受到启发:将石蜡混入混凝土中可能有防水防腐作用。而已知的石腊防漏是用表面涂抹法。
通过合理的实验,有效地将石腊混入混凝土中,通过了多项比较,长期侵入水中以观察其防水性,将金属嵌入其中,观察其防腐性。结果都取得了很好的效果。该项目有很好的实用价值,立意明确,操作简单,理论直观,实用性强,有很好的创新性。所以荣获“第21届全国青少年科技创新大赛化学类一等奖”。
上期头脑奥林匹克答案
棋中乾坤
舍车保帅、相依为命、刮目相看、车水马龙、兵荒马乱、车轮大战、损兵折将、害群之马
星形填数
六人取牌
A取的是11和4;B取的是9和10;C取的是3和8;D取的是6和2;E取的是7和1;F取的是12和13。剩下的一张牌是5。
趣味填数字
4
遗产分配出了问题
按题意,女儿1份,母亲2份,儿子4份。因此,母亲、儿子、女儿分得的遗产分别为1000,2000,500元。
老爷爷的年龄
82岁。
研究目的
利用蜡粒的憎水性提高水泥制品的防水性、防腐性、抗冻性、耐久性,减低钢筋锈蚀危害,提高混凝土结构的安全性,大幅度延长混凝土构筑物的使用寿命。
研究思路
在搅拌混凝土时,将直径2mm以下的石蜡颗粒与水泥、砂、石、水一起搅拌,做成混凝土制品进行蒸汽养护。蒸养温度高于石蜡熔点(约60℃左右),使蜡粒熔化,将混凝土孔洞或毛细孔疏水化。这样制成的混凝土制品由于水或含腐蚀介质的水溶液难以浸入混凝土内部,从而提高防水防腐效果。
研究过程
首先,我们要确定石蜡粒径、掺量对混凝土性能的影响规律,得出性价比较理想的石蜡粒径范围与掺量。为了验证其效果,我们进行了砂浆及混凝土试件的抗渗性、吸水率、抗压强度、抗冻性、钢筋锈蚀试验以及在盐溶液中的防腐蚀试验,并实际制作混凝土水槽盛水,观察其防水性。
掺入石蜡会对混凝土的强度产生一定影响,试验结果:
随着蜡粒掺量的增加,混凝土抗压强度会有一定程度的下降,但强度下降幅度不大,不超过5%。掺入蜡粒造成强度下降的原因是,石蜡自身的强度以及它与水泥的粘结强度显然不如砂石的强度以及砂石与水泥的粘结强度,蜡粒与水泥的结合部是遭受荷载时的薄弱环节,受力破坏面往往出现在其界面处。
本研究利用了材料化学、表面物理化学、数学正交试验方法和归纳统计法等方面的知识。我们将石蜡分散在混凝土中,高温蒸养使蜡粒熔化吸附在毛细孔表面,利用石蜡的疏水作用阻止水分和腐蚀介质进入混凝土内部,提高其防水、防腐性,阻止钢筋锈蚀。
研究结果
利用石蜡作为水泥制品的防水防腐剂,国内未见报道。现有做法是在水泥混凝土中掺入各种外加剂,如防水剂、减水剂、膨胀剂等。
采用普通水泥、混凝土的冻融试验结果:
经过100次冻融循环后,掺蜡粒的混凝土强度损失与质量损失大大低于基准混凝土,说明掺蜡粒可以显著改善混凝土的抗冻性和耐久性。这是由于蜡粒使混凝土憎水,水分难于进入混凝土内部,也就减少了混凝土的冻害。
防水剂往往是一些憎水性的材料(如脂肪酸盐,如硬脂酸钠、油酸钾等),可使混凝土中毛细孔憎水或生成凝胶类产物堵塞毛细孔,因而可以改善混凝土的抗渗性和吸水性,从而达到防水目的。但这类憎水性材料往往会引起气泡增加,导致混凝土强度较大下降。因此,其发展受到一定的限制。减水剂则是利用其表面活性作用,降低混凝土拌和用水量,减少毛细孔数量,提高混凝土密实度来提高防水作用的。而利用膨胀剂,在水化过程中产生大量的钙矾石或氢氧化钙等产物,产生一定的膨胀,来配制补偿收缩混凝土,防止混凝土开裂,减少并细化毛细孔,同样可以达到抗渗防漏之目的。
专家点评
申报者观察到生活中蜡烛油浸没过的混凝土桌上雨水成为珍珠而滚到他处并不渗入混凝土,因而受到启发:将石蜡混入混凝土中可能有防水防腐作用。而已知的石腊防漏是用表面涂抹法。
通过合理的实验,有效地将石腊混入混凝土中,通过了多项比较,长期侵入水中以观察其防水性,将金属嵌入其中,观察其防腐性。结果都取得了很好的效果。该项目有很好的实用价值,立意明确,操作简单,理论直观,实用性强,有很好的创新性。所以荣获“第21届全国青少年科技创新大赛化学类一等奖”。
上期头脑奥林匹克答案
棋中乾坤
舍车保帅、相依为命、刮目相看、车水马龙、兵荒马乱、车轮大战、损兵折将、害群之马
星形填数
六人取牌
A取的是11和4;B取的是9和10;C取的是3和8;D取的是6和2;E取的是7和1;F取的是12和13。剩下的一张牌是5。
趣味填数字
4
遗产分配出了问题
按题意,女儿1份,母亲2份,儿子4份。因此,母亲、儿子、女儿分得的遗产分别为1000,2000,500元。
老爷爷的年龄
82岁。