高強(qiáng)度超疏水混凝土制備及其性能研究.pdf

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有易澆注、耐沖擊、耐磨損等優(yōu)良特性，是世界上應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式和用量最多的建筑材料。然而，在臨海工程、鹽漬土、長(zhǎng)期使用除冰鹽及寒冷地帶等特殊環(huán)境中鋼筋混凝土構(gòu)筑物會(huì)因遭受腐蝕或凍融破壞而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)耐久性顯著下降，多數(shù)建筑物運(yùn)行十幾年后即發(fā)生腐蝕破壞和結(jié)構(gòu)的早期損壞，嚴(yán)重影響了建筑物的安全運(yùn)行。
　　超疏水表面具有自清潔、抗結(jié)冰結(jié)霜、耐腐蝕等優(yōu)良特性，且經(jīng)過十幾年的科學(xué)研究其已經(jīng)從理論實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向以應(yīng)用為背景，以低表面

2、能理論為基礎(chǔ)的多功能化、高穩(wěn)定性方向發(fā)展。論文針對(duì)混凝土構(gòu)筑物在腐蝕環(huán)境與寒冷環(huán)境中耐久性較差的情況，將超疏水性應(yīng)用于提高混凝土的耐久性，研究制備了一種具有高強(qiáng)度超疏水表面的抗腐蝕混凝土，并對(duì)混凝土超疏水表面的原理、穩(wěn)定性及防冰性等基本性能做了研究，對(duì)混凝土本身的抗凍融破壞和抗腐蝕破壞性能進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試。
　　論文依據(jù)江雷院士提出的“二元協(xié)同作用”原理，使用低表面能材料氟硅烷處理混凝土以降低其表面能，通過在混凝土材料表面覆蓋銅網(wǎng)，

3、構(gòu)筑表面微納米復(fù)合粗糙結(jié)構(gòu)，成功在混凝土上制備出超疏水表面。測(cè)試結(jié)果表明：混凝土超疏水表面接觸角達(dá)154.2°，滾動(dòng)角6.8°,且水滴與混凝土表面的接觸符合Cassie-Baxter理論模型。
　　摩擦實(shí)驗(yàn)表明，混凝土超疏水表面耐摩擦性能優(yōu)于商業(yè)超疏水涂層Never-wet，具有較強(qiáng)的抗摩擦破壞穩(wěn)定性。模擬凍雨環(huán)境下的防冰性實(shí)驗(yàn)表明：混凝土超疏水表面既具有較強(qiáng)的防結(jié)冰性能又有較好的易除冰性?；炷廖蕦?shí)驗(yàn)表明：超疏水混凝土的吸水

4、率顯著低于普通混凝土，在去離子水中吸水率僅為普通混凝土的41.6%，而在3.5%NaCl溶液中則為普通混凝土的19%。
　　凍融實(shí)驗(yàn)表明，超疏水混凝土較普通混凝土的抗凍融破壞性能得到大幅度提升，普通混凝土在凍融循環(huán)110次后即破碎開裂且質(zhì)量損失達(dá)6.7％，而超疏水混凝土經(jīng)190次循環(huán)后質(zhì)量損失僅有0.26％，凍融循環(huán)210后仍然無明顯破壞。超疏水混凝土的極化曲線與電化學(xué)阻抗譜測(cè)試分析表明，超疏水混凝土較普通混凝土耐腐蝕性能優(yōu)異，且