本文關(guān)鍵詞：水泥混凝土微膠囊自修復技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：混凝土結(jié)構(gòu)由于最初施工工藝不當,使用過程中受荷載、材料老化以及外界環(huán)境因素的影響,會不可避免地出現(xiàn)微裂縫和局部損傷,其修復問題已備受關(guān)注。傳統(tǒng)的事后被動修補方式,已不能滿足目前對復雜結(jié)構(gòu)部位材料性能的要求。為了能實現(xiàn)混凝土材料的自修復,本文首先合成了自修復微膠囊,再將其應(yīng)用于混凝土中,通過對強度及滲透性的修復情況研究評價其自修復性能。本文根據(jù)對自修復微膠囊的性能要求,以雙組分膠粘劑環(huán)氧樹脂為芯材、以甲醛和尿素合成脲醛樹脂壁材,采用原位聚合法合成脲醛樹脂包覆環(huán)氧樹脂的微膠囊。結(jié)合光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡等對微膠囊的合成工藝進行了研究,分析乳化劑種類和用量、原料配比、終點p H值和攪拌速率對微膠囊物性的影響,以此得出最優(yōu)工藝:取質(zhì)量比為1:1的芯材和壁材,用5%的復配乳化劑高速剪切乳化芯材,將所得芯材乳液和脲醛樹脂預(yù)聚體混合,在450r/min攪拌速率、70℃下恒溫反應(yīng)3h,調(diào)節(jié)溶液pH值為3.0,繼續(xù)攪拌2h固化,即得微膠囊粉末產(chǎn)品。微膠囊的形態(tài)和性能直接影響其修復效率,所以必須借助掃描電子顯微鏡、激光粒度分析儀等手段對微膠囊進行表征和測試。通過試驗得出:①微膠囊基本呈球形,表面較粗糙,有部分粘結(jié)現(xiàn)象;②微膠囊粒徑在10μm~100μm之間,基本呈正態(tài)分布,其平均粒徑為33.51μm;③微膠囊芯材含量較低,包覆率僅有57.7%;④芯材環(huán)氧樹脂被壁材脲醛樹脂成功包覆;⑤微膠囊熱穩(wěn)定性能良好,其分解溫度大致為200℃。基于微膠囊方式的自修復混凝土,其關(guān)鍵在于自修復性能的研究。通過對預(yù)壓損傷及未預(yù)壓損傷混凝土試件進行力學性能以及抗?jié)B性能試驗,研究微膠囊摻量、損傷程度對混凝土自修復性能的影響,得出以下結(jié)論:微膠囊對混凝土基體來說是一種缺陷,會在一定程度上降低基材的強度。微膠囊對抗折強度試驗所形成的宏觀裂縫不具有修復能力,但對微裂縫卻有較好的修復性能。混凝土的強度修復率和抗?jié)B壓力值隨微膠囊摻量的增量而增加。微膠囊摻量的增加使體系的修復劑含量增加,即有更多的修復劑參與修復微裂紋,使自修復效果更顯著,微膠囊及固化劑的二元自修復體系也賦予混凝土較好的抗?jié)B性能。
【關(guān)鍵詞】：水泥混凝土 微膠囊 自修復 性能研究
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU528
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 論文背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 自修復混凝土的概述11
• 1.3 自修復混凝土的自修復技術(shù)及其研究現(xiàn)狀11-19
• 1.3.1 結(jié)晶沉淀法12
• 1.3.2 滲透結(jié)晶法12-14
• 1.3.3 微膠囊法14-16
• 1.3.4 液芯光纖/纖維法16-17
• 1.3.5 微生物法17-19
• 1.3.6 SMA法19
• 1.4 主要研究內(nèi)容19-21
• 1.5 技術(shù)路線21-22
• 第2章 自修復微膠囊的制備22-44
• 2.1 微膠囊概述22-27
• 2.1.1 微膠囊概念及其形態(tài)結(jié)構(gòu)22-23
• 2.1.2 微膠囊的主要功能23-24
• 2.1.3 微膠囊合成原料的選擇24-26
• 2.1.4 微膠囊的合成方法26-27
• 2.1.5 微膠囊的性能指標與檢測手段27
• 2.2 試驗原材料及主要儀器設(shè)備27-29
• 2.2.1 主要原材料27-28
• 2.2.2 主要儀器及設(shè)備28-29
• 2.3 脲醛樹脂微膠囊的合成29-33
• 2.3.1 脲醛樹脂合成原理29-30
• 2.3.2 原位聚合法合成微膠囊的原理30-32
• 2.3.3 微膠囊的合成32-33
• 2.4 微膠囊的合成工藝研究33-42
• 2.4.1 乳化劑的作用機理及其種類、用量對微膠囊的影響34-38
• 2.4.2 原料配比對微膠囊的影響38-39
• 2.4.3 終點pH值對微膠囊的影響39-41
• 2.4.4 攪拌速率對微膠囊的影響41-42
• 2.5 本章小結(jié)42-44
• 第3章 微膠囊的結(jié)構(gòu)表征與性能測試44-54
• 3.1 微膠囊的表面形貌分析44-46
• 3.2 微膠囊的粒徑分析46-47
• 3.3 微膠囊的芯材含量和包覆率的測定47-48
• 3.4 微膠囊的化學結(jié)構(gòu)分析48-50
• 3.5 微膠囊熱穩(wěn)定性分析50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-54
• 第4章 水泥混凝土自修復性能研究54-72
• 4.1 試驗原材料及主要儀器設(shè)備54-56
• 4.1.1 主要原材料54-55
• 4.1.2 主要儀器及設(shè)備55-56
• 4.2 自修復混凝土配合比確定及試件制備56-57
• 4.3 微膠囊對混凝土基體強度的影響57-63
• 4.3.1 抗壓強度試驗57-60
• 4.3.2 抗折強度試驗60-63
• 4.4 混凝土基體荷載預(yù)損傷處理63-64
• 4.5 自修復性能試驗研究64-70
• 4.5.1 微膠囊對損傷基體力學性能的自修復64-68
• 4.5.2 微膠囊對損傷基體抗?jié)B性能的自修復68-70
• 4.6 本章小結(jié)70-72
• 第5章 結(jié)論與展望72-74
• 5.1 主要研究結(jié)論72-73
• 5.2 展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張妃二,姚立寧;光纖智能混凝土結(jié)構(gòu)自修復的研究[J];功能材料與器件學報;2003年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 唐欣欣;環(huán)氧樹脂陰離子催化劑型固化劑微膠囊的制備及性能表征[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

2 陳光耀;水泥基滲透結(jié)晶型防水劑及其裂縫自修復性能的研究[D];華南理工大學;2010年

  本文關(guān)鍵詞：水泥混凝土微膠囊自修復技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：263377