水泥基修复材料和老混凝土界面粘结性能

混凝土服役过程出现力学性能或耐久性能退化,从而需要进行混凝土修复从而满足其使用功能或延长服役寿命。修复材料和老混凝土界面性能是发挥修复材料补强作用的关键影响因素。文中研究不同掺量膨胀剂和碳纤维的掺量对修复材料抗折和抗压界面力学性能的影响和修复界面力学性能的影响。试验采用修复界面劈拉试验,界面直接拉伸试验,直接剪切试验。结果表明碳纤维的加入由于其桥接作用使得修复材料的抗弯性能得到明显的改善,碳纤维的作用模式分为拔出和拉断。膨胀剂的加入可以提升修复界面粘结性能10%以上,碳纤维的加入可以改善修复界面粘结性能15%以上,最高可达27.6%,背散射观测表明膨胀剂的加入使得修复界面较为密实。

水凝胶负载磷酸盐自修复水泥基材料研究

采用水凝胶为载体,负载磷酸盐以制备修复剂,并将其加入水泥净浆中来制备自修复水泥基材料.利用磷酸盐和裂缝中钙离子原位反应生成羟基磷灰石来修复裂缝,同时探究其修复效率.结果表明:水凝胶能够较好地保存与缓释磷酸盐,在模拟孔溶液环境下,水泥样品表面生成了较为致密的羟基磷灰石;抗氯离子渗透能力可修复60%,裂缝透水率可修复50%~100%;修复产物为碳化缺钙羟基磷灰石(CCDHA).

基于外部供应修复剂系统的自修复水泥基材料研究

基于外部供应修复剂系统的原理,使用预埋玻璃管向水泥基体中通入0.5 mol/L和0.1 mol/L两个不同浓度的NaH2PO4溶液,与水泥裂缝周围基体中溶出的Ca2+发生反应,原位生成磷酸钙类矿物以修复裂缝。采用裂缝宽度观测仪对裂缝的表观修复效果进行评价,并通过XRD、Raman和SEM测试手段对修复产物的物相及形貌进行分析,同时研究了NH+4对修复产物种类的影响。结果表明,磷酸盐溶液可修复宽度为200μm的裂缝,修复产物为羟基磷灰石、磷酸八钙和二水合磷酸氢钙。NH+4的加入促使修复产物中的二水合磷酸氢钙和磷酸八钙向稳定性更好的羟基磷灰石转化。

正交试验分析矿粉和外加剂对水泥基材料强度的显著性影响

通过掺加外加剂和掺合料改善水泥基材料的物理特性,进而找到一种可以解决混凝土由于各种因素所产生的裂缝。通过实验并利用正交分析的方法研究矿粉、阻锈剂、UEA膨胀剂以及10万分子PEO(高分子聚合物)四种功能组分对水泥基材料的抗压、抗折以及粘结强度的影响程度,并且找到一种最佳掺量,以达到水泥胶砂对混凝土裂缝修补的最佳材料。实验数据表明:对水泥胶砂材料的抗压、抗折强度起显著影响的因素为矿粉;对水泥胶砂材料的粘结强度起显著影响的因素为UEA膨胀剂和10万分子PEO(高分子聚合物);阻锈剂对水泥胶砂材料的抗压、抗折及粘结强度并无明显影响。通过正交方差分析法进分析得出以下结论:掺合料矿粉占胶凝材料的15%,外加剂组成成分:阻锈剂、UEA膨胀剂、10万分子PEO(高分子聚合物)的掺量分别占胶凝材料的3%,6%和0.05%能够使水泥胶砂材料达到最优的裂缝修复效果。

基于体应变的水泥基材料修复区粘结效果可视化分析

界面的粘结效果对水泥基材料的修复至关重要,但是目前没有合适的方法评估粘结材料是否在界面建立有效粘结。本工作提出一种方法对水泥基样品修复区的粘结效果进行可视化分析。对3个具有不同粘结面积的砂浆样品开展X射线计算机断层扫描原位轴压试验并获取加载过程中的体图像,然后采用数字体相关法(DVC)对变形前后的体图像进行相关计算。未粘结区域不受粘结剂约束,加载过程中会产生较粘结区域更大的变形,通过DVC应变图中出现的应变突变可以检测出样品中未建立有效粘结的区域。结果表明,应变图中检测出的未建立有效粘结区域与实际的未粘结区域对应良好,说明该方法能检测定位出修复后的样品中的无粘结区域。