地質(zhì)聚合物基自修復(fù)功能骨料的制備及性能研究.pdf

1、基于混凝土的脆性結(jié)構(gòu)，一些學(xué)者模仿動(dòng)物的骨骼組織結(jié)構(gòu)受創(chuàng)傷后的再生恢復(fù)機(jī)理，采用修復(fù)裝置和混凝土材料相復(fù)合的方法，對(duì)材料損傷破壞具有自修復(fù)和再生的功能，恢復(fù)甚至提高材料性能的一種新型高新技術(shù)。作為一種新型智能材料，自修復(fù)混凝土能夠自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境，在受到損傷時(shí)能夠自動(dòng)愈合。這種高新技術(shù)可以解決用傳統(tǒng)方法難以解決或不能解決的技術(shù)難題，對(duì)確保高層建筑、橋梁、核電站等重大土木基礎(chǔ)設(shè)施的安全和長(zhǎng)期的耐久性，以及減輕臺(tái)風(fēng)、地震沖擊等諸多破壞因素方面有

2、很大的應(yīng)用潛力。
　　本文通過研究環(huán)氧樹脂改性地質(zhì)聚合物制備具有快硬高強(qiáng)，較高韌性的無機(jī)高聚合材料。系統(tǒng)研究常溫條件下環(huán)氧樹脂摻量、堿性激發(fā)劑摻量和模數(shù)，對(duì)所制樣品性能的影響。在上述的研究基礎(chǔ)上，優(yōu)選原料配比，選擇一定粒徑的石蠟作為發(fā)泡劑制備中空骨料。將修復(fù)劑引入到所制備的中空骨料中，利用堿性激發(fā)劑中的Si-OH與活性硅鋁質(zhì)原料無機(jī)聚合表面包覆，然后再進(jìn)行表面裹灰（粉煤灰）處理，利用堿性激發(fā)劑中的Si-OH與附在骨料表面的修復(fù)劑有

3、機(jī)-無機(jī)交聯(lián)聚合設(shè)計(jì)制備自修復(fù)型功能骨料。將已制備好的自修復(fù)功能骨料內(nèi)置于混凝土中，制備成自修復(fù)混凝土，研究自修復(fù)功能骨料對(duì)混凝土裂縫愈合性能的影響，探討了修復(fù)劑修復(fù)混凝土的機(jī)理。得出以下研究結(jié)論：
　?。?）環(huán)氧樹脂對(duì)地質(zhì)聚合物性能有一定影響。當(dāng)環(huán)氧樹脂摻量為3％時(shí)，環(huán)氧樹脂能夠充分的封閉基體的孔隙，降低孔隙率，從而提高基體的抗壓強(qiáng)度和彈性模量。由于環(huán)氧樹脂能夠吸附水分，減緩水分的蒸發(fā)，為基體后期水化反應(yīng)提供充足的水分，使其反應(yīng)

4、更充分。堿激發(fā)劑模數(shù)從M=1.0到M=1.2，溶液中低聚硅氧四面體基團(tuán)逐漸增加，使基體反應(yīng)更充分。過量的堿激發(fā)劑不但不能提高基體的性能，還會(huì)起到負(fù)面影響。因此當(dāng)堿激發(fā)劑摻量為12%，模數(shù)為1.2時(shí)?；w性能最好。
　?。?）自修復(fù)功能骨料各項(xiàng)物理性能為：表觀密度Dg-1.34×103kg/m3，Xg-1.49×103kg/m3；堆積密度Dg-0.69×103kg/m3，Xg-0.85×103kg/m3；孔隙率Dg-28%，Xg-2

5、0%。骨料在水中和高溫下具有一定的穩(wěn)定性。自修復(fù)功能骨料的力學(xué)性能為：抗壓強(qiáng)Dg-10.9MPa，Xg-20.6MPa；彈性模量Dg-0.65GPa，Xg-0.83GPa。
　?。?）混凝土在壓力的作用下產(chǎn)生裂紋時(shí)，骨料也隨之開裂，釋放修復(fù)劑修復(fù)裂紋。環(huán)氧樹脂作為修復(fù)劑不但能夠修復(fù)裂紋，而且使得混凝土在二次抗壓時(shí)已修復(fù)的裂紋不會(huì)再開裂，而是有新的裂紋產(chǎn)生?；炷灵_裂后，在修復(fù)劑的作用下裂紋愈合，其超聲波檢測(cè)結(jié)果如下，A、B、C、D

6、、E和F波速平均值恢復(fù)率為55.1%、70.8%、82.6%、79.4%、78.5%和80.7%，幅度平均值恢復(fù)率為90%、92%、94.4%、92.6%、98%和95.4%。
　?。?）混凝土開裂后修復(fù)一段時(shí)間，其抗壓強(qiáng)度在修復(fù)劑的作用下得到了一定的恢復(fù)，A、B、C、D、E和F組的恢復(fù)率為：47.5%、82.6%、88.8%、94%、78.4%和77.8%。由于 Xg骨料的表觀密度大于 Dg骨料，因此相同體積的情況下，Xg骨料的