青島理工大學(xué)本科學(xué)位論文頁(yè)第一章前言1.1課題研究背景與意義隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，人們的開(kāi)發(fā)涉略的范圍越來(lái)越廣，在建筑行業(yè)上的發(fā)展也空前迅猛，水泥基材料的使用范圍也覆蓋了全世界，但是也相應(yīng)出現(xiàn)了各種新的需要解決的問(wèn)題。各種環(huán)境中都使用了水泥基材料，不同的環(huán)境都對(duì)水泥基材料的耐久性造成影響。耐久性問(wèn)題的已經(jīng)嚴(yán)重影響到了建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，給社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，水泥基材料的耐久性問(wèn)題已經(jīng)引起了全世界的高度重視。延長(zhǎng)水泥基材料的使用壽命，以及對(duì)存在耐久性問(wèn)題的各種水泥基材料結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)也成為了世界性的焦點(diǎn)問(wèn)題。所謂耐久性是指水泥基材料在使用過(guò)程中由于內(nèi)部和外部的或者人為的環(huán)境的作用下抵抗侵蝕或者破壞的能力。水泥基材料是一種多孔材料，在硬化水泥基材料中常存在孔徑不同的孔，如凝膠孔、毛細(xì)孔、微細(xì)裂紋等。當(dāng)這些孔形成連續(xù)不斷和相互銜接的通路時(shí)，水分極易滲入。水泥基材料與環(huán)境間的水、熱量和化學(xué)物質(zhì)的復(fù)合遷移及控制這些遷移機(jī)理的參數(shù)構(gòu)成影響水泥基材料性能的主要因素。水或水分的存在是控制各類(lèi)型的劣化過(guò)程的一個(gè)單獨(dú)且重要的因素。研究新型防水材料、防止水分向水泥基材料內(nèi)部滲透技術(shù)與方法對(duì)改善水泥基材料的性能有重要意義。因此，如何提高混凝土結(jié)構(gòu)表面防水性能是研發(fā)新型的防水材料重點(diǎn)考慮的方面。從混凝土耐久性的破壞機(jī)理可以看出,水在混凝土材料的整個(gè)服役過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，尤其是在混凝土的各種劣化作用（凍融碳化化學(xué)侵蝕堿-骨料反應(yīng)鋼筋銹蝕等）中，水更是不可或缺的必要條件和大多數(shù)失效機(jī)理與模型的控制因素[1-4]。水是混凝土性能劣化的必要條件之一,除此之外水還是氯離子和其它化學(xué)物質(zhì)侵入的運(yùn)輸工具,因此對(duì)混凝土進(jìn)行防水處理是提高混凝土耐久性的有效途徑之一。相關(guān)研究已經(jīng)證實(shí)表面防水處理是提高混凝土耐久性的一個(gè)有效措施,它能在混凝土和外界環(huán)境之間形成隔離層,通過(guò)改變混凝土的表面性質(zhì)來(lái)阻止或延緩水和氯離子等有害物質(zhì)侵入,從而阻止或延緩混凝土的劣化。目前,隨著有機(jī)硅防水劑的不斷發(fā)展,有機(jī)硅防水劑品種越來(lái)越多,其中硅烷溶液、凝膠和乳液在建筑工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在相同用量的條件下,不同防水劑具有不同的防水效果；另外,對(duì)不同混凝土進(jìn)行防水處理獲得的防水效果也存在差異。為提高水泥基材料的的耐久性能，目前人們通常采用內(nèi)摻礦粉粉煤灰等摻和料來(lái)提高混凝土的耐久性，但是這種傳統(tǒng)方法不是在任何地方都適用，在既定的混凝土結(jié)構(gòu)和大體積的混凝土中適用不僅極為不便而且不經(jīng)濟(jì)?，F(xiàn)在比較有效的新近的方法之一是將水泥基材料基層的憎水劑處理與表面的成膜涂層相結(jié)合[5-6]?；鶎釉魉畡┨幚硎侵覆捎脻B透型表面防水涂料進(jìn)行處理，這樣當(dāng)表層涂膜損壞后，仍可防止水及有害物質(zhì)滲透到水泥基材料內(nèi)部。然而一旦水泥基表面遭受到破損從而破壞了表面防水涂層，這就會(huì)大大降低防水的效果，所以這就需要從內(nèi)部進(jìn)行防水處理。內(nèi)部處理則是通過(guò)內(nèi)摻有機(jī)硅等防水物質(zhì)改善水泥基內(nèi)部狀況，改變其物理性能，從而提高耐久性。例如內(nèi)摻硅溶膠，硅溶膠分子能填充水泥基更細(xì)的孔隙，并能有效吸收水泥基材料早期產(chǎn)生的氫氧化鈣和改變水泥硬化漿體和骨料之間的界面，更有效的細(xì)化氫氧化鈣晶粒，改善水泥基材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的力學(xué)性能和耐久性[7-15]。硅烷類(lèi)滲透結(jié)晶型防水材料是目前應(yīng)用十分廣泛的一種水泥基材料表面防水材料之一。然而，硅烷類(lèi)材料存在著降低水泥基材料的力學(xué)性能、耐老化性能差等缺點(diǎn)。硅溶膠是一種價(jià)廉的以水為分散介質(zhì)的納米級(jí)高分子無(wú)機(jī)聚偏硅酸的膠體溶液，能明顯加速水泥的水化硬化。硅溶膠顆粒細(xì)微，其中的硅羥基具有較高的活性，易與活性有機(jī)硅中的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)鍵合而形成納米雜化復(fù)合材料。綜上，從水泥基材料技術(shù)發(fā)展、結(jié)構(gòu)滲水的原因、建筑墻體材料的發(fā)展趨勢(shì)與防水材料存在的問(wèn)題分析來(lái)看，選擇使用一種復(fù)合的防水材料才能更好的從水泥基材料內(nèi)部和外部雙層防水，來(lái)提高水泥基材料的使用壽命和耐久性。本文主要通過(guò)采用不同雜化比例與不同內(nèi)摻量的硅溶膠-辛基三乙氧基硅烷雜化液水泥基材料進(jìn)行外涂和內(nèi)摻處理。1.2水泥基材料的耐久性研究現(xiàn)狀水泥基材料的結(jié)構(gòu)一直被認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、用途非常廣泛的人工耐久性材料。但是，隨著材料的老化和環(huán)境的作用，水泥基材料的耐久性問(wèn)題也越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外逛到研究者的關(guān)注。水泥基材料的耐久性研究主要是混凝土耐久性的研究。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的研究可追溯到三四十年代,但最近十幾年才受到廣泛重視。美國(guó)ACI437委員會(huì)于1991年提出了“已有混凝土房屋抗力評(píng)估”的最新報(bào)告,提出了檢測(cè)試驗(yàn)的詳細(xì)方法和步驟。美國(guó)聯(lián)邦公路管理局制定計(jì)劃,研究了橋面板耐久性檢測(cè)和鋼筋銹蝕的防護(hù)問(wèn)題。日本建設(shè)省從1980年就組織進(jìn)行“建筑物耐久性提高技術(shù)”的開(kāi)發(fā)研究,并于1985年提交了研究成果概要報(bào)告,1986年開(kāi)始陸續(xù)出版發(fā)行了《建筑物耐久性系列規(guī)程》。日本建筑學(xué)會(huì)(AIJ)1988年推出了《建筑物使用指南》，1992年又推出了《建筑物現(xiàn)狀調(diào)查、診斷、維修指南》；同年，歐洲混凝土委員會(huì)頒布的《耐久性混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》反映了當(dāng)今歐洲混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究水平?；炷聊途眯詥?wèn)題在我們國(guó)內(nèi)也得到相當(dāng)高的重視。1991年建設(shè)部已經(jīng)組織成立了混凝土耐久性學(xué)會(huì)，1992年相繼成立了混凝土耐久性專(zhuān)業(yè)委員會(huì)，也組織編制了《混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》。我國(guó)對(duì)混凝土耐久性的問(wèn)題的研究也進(jìn)入了相應(yīng)的發(fā)展階段。1.3水泥基材料的耐久性防護(hù)1.3.1防水處理技術(shù)水泥基是一種多孔性材料，在硬化水泥基材料中常存在孔徑不同的孔，如凝膠孔、毛細(xì)孔、微細(xì)裂紋等。其孔徑分布大概在納米至毫米量級(jí)以上?？諝庵械亩趸纪ㄟ^(guò)這些空隙進(jìn)入水泥基材料的內(nèi)部，與其中的堿性物質(zhì)發(fā)生碳化反應(yīng)。碳化反應(yīng)堆水泥基材料的耐久性影響很大，例如降低了堿度，強(qiáng)度，彈性模量，甚至還會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫，其中危害最大的還是會(huì)破壞鋼筋鈍化膜，使鋼筋加速腐蝕，降低了鋼筋混凝土的使用壽命。另外水分不僅會(huì)通過(guò)這些孔隙的毛細(xì)作用而吸附到基材表面，附帶一些有害物質(zhì)進(jìn)一步滲透入基材的內(nèi)部，例如，氯離子，硫酸根離子等能給鋼筋帶來(lái)嚴(yán)重銹蝕的離子。并且水分還是基材內(nèi)部發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)的必要條件。例如凍融破壞、化學(xué)侵蝕、碳化等。因此，水泥基材料的吸水性在很大程度上據(jù)定的決定了其耐久性的好壞，因此對(duì)水泥基材進(jìn)行表面防護(hù)和內(nèi)部處理是提高水泥基材耐久性的有效途徑。表面防水處理：采用硅烷進(jìn)行表面防護(hù)處理，它能使水泥基材與外界環(huán)境隔離，并改變水泥基材表面的性質(zhì)延緩或者阻止水分和其他有害離子滲入水泥基材，從而提高了水泥基材的耐久性。采用硅烷涂裝水泥基材料表面，主要有以下幾個(gè)作用：防水作用：阻止水分侵入水泥基材料內(nèi)部引起鋼筋銹蝕和水泥基劣化。防腐蝕作用：在水泥基材料表面形成一層隔離膜，阻止有害物質(zhì)氯離子、硫酸根離子等腐蝕介質(zhì)侵入水泥基材料造成腐蝕。防潮作用：在潮濕的環(huán)境中能確保水泥基內(nèi)部的干燥，從而提高水泥基材料的使用壽命。然而一旦水泥基表面遭受到破損從而破壞了表面防水涂層，這就會(huì)大大降低防水的效果，所以這就需要從內(nèi)部進(jìn)行防水處理。內(nèi)摻防水處理：利用防水劑進(jìn)行傳統(tǒng)的表面處理，只能獲得很小的滲透深度，因此防水效果有限。而且，對(duì)防水處理后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量控制(比如，滲透深度的檢測(cè))。不僅費(fèi)事而且有時(shí)難以測(cè)量準(zhǔn)確。如果將防水劑作為砂漿或混凝土的一種成分摻入其中，效果則更好。所謂內(nèi)摻防水處理,是通過(guò)正確的混凝土配比設(shè)計(jì)，將有機(jī)硅防水劑作為一組分加入到混凝土拌和物中。研究表明，水性烷基烷氧基硅烷在堿性條件下穩(wěn)定性好，是混凝土合適的外加劑。內(nèi)摻防水處理的混凝土可顯著降低吸水量及氯離子滲透量。但是如果將混凝土結(jié)構(gòu)整體施以?xún)?nèi)部防水處理，則會(huì)增加防水處理成本。另一種可供選擇的辦法是內(nèi)摻防水處理的水泥基保護(hù)層。這種防水層提供了一系列新的保護(hù)技術(shù)。防水層可作為有效的氯離子隔離層，同時(shí)，為混凝土提供了很好的養(yǎng)護(hù)條件。通過(guò)這種方式，可使結(jié)構(gòu)在使用期間，避免氯離子通過(guò)表層混凝土滲透到結(jié)構(gòu)的承載部分。施以恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層可顯著提高混凝土的耐久性，同時(shí)，可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)混凝土的耐久性。當(dāng)前，水泥基防水材料發(fā)展迅速，樣品多樣，在工程上的應(yīng)用日益廣泛。選擇合適的防水材料與技術(shù)是保證水泥基性能和使用壽命的基礎(chǔ)。硅溶膠1.3.2防水涂料近年來(lái)，通過(guò)對(duì)混凝土表面處理，防止水分和有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部，減少對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕、提高混凝土的耐久性方面，取得的研究成果很多?；炷翍?yīng)用范圍非常廣泛，所以不同品種的防護(hù)涂料也很多。例如環(huán)氧樹(shù)脂、聚合物水泥及防水涂料、環(huán)氧瀝青以及硅烷等涂料。其中的涂料又可以按其作用方式分為滲透型和成膜型。（1）滲透型涂料可以滲入混凝土內(nèi)部，并與混凝土孔隙中的水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)形成具有較強(qiáng)憎水性的物質(zhì)，并能阻止水分和其他有害離子的侵入對(duì)混凝土造成破壞。典型的代表性涂料就是有機(jī)硅類(lèi)涂料。硅烷類(lèi)滲透結(jié)晶型防水材料是目前應(yīng)用十分廣泛的一種水泥基材料表面防水材料之一。（2）成膜型，顧名思義就是在混凝土表面形成一層保護(hù)膜，使混凝土與環(huán)境之間隔離，從而阻止水分和有害物質(zhì)的侵入，而成膜的好壞直接影響到混凝土的防護(hù)效果與耐久性。然而傳統(tǒng)的防護(hù)涂料覆蓋混凝土?xí)r從而使混凝土孔隙被堵塞，其本身不具有透氣性，當(dāng)混凝土內(nèi)部水分排出時(shí)，會(huì)把表面涂層沖破，使涂層及其防護(hù)壽命縮短，傳統(tǒng)的涂料各種缺點(diǎn)難以克服。另外還有一些溶劑型有機(jī)硅滲透劑，主要成分是硅烷類(lèi)或硅氧烷類(lèi)如異丁基硅烷、辛基或異辛基硅烷，使用時(shí)加入有機(jī)溶劑作為載體。帶有活性基的硅氧烷，尤其是高級(jí)烷基化硅氧烷，其聚合物分子鏈上含有一定數(shù)量的反應(yīng)活性基團(tuán)，如羥基、羧基、氨基等。這類(lèi)有機(jī)硅防滲劑噴涂到硅酸鹽基材表面，在催化劑或本身引入的氨基作用下交聯(lián)固化，同時(shí)與基材表面羥基反應(yīng)，形成末端有疏水基．Si-R-的網(wǎng)狀有機(jī)硅分子膜。在形成疏水膜時(shí)，既不需要從外界引入二氧化碳，也不會(huì)生成堿性碳酸鹽之類(lèi)有害于基材的物質(zhì)，無(wú)論是產(chǎn)品貯存穩(wěn)定性，還是疏水膜耐久性均比甲基硅醇鹽、烷基含氫硅油好。當(dāng)施涂于基材表面時(shí)，溶劑很快揮發(fā)，于是在混凝土表面或毛細(xì)孔上沉積一層極薄的薄膜，這層薄膜無(wú)色、無(wú)光，所以不會(huì)改變混凝土的自然外觀。溶劑型有機(jī)硅滲透受外界的影響比甲基硅酸鈉小得多，防水效果也較好，適用于鋼筋混凝土，大理石等孔隙率低的基材，其耐久性好，滲透深度大，但使用時(shí)要求基材干燥。由于要以有機(jī)溶劑作為載體，對(duì)環(huán)境可能會(huì)存在一定的污染，這一問(wèn)題逐漸引起社會(huì)關(guān)注，需要進(jìn)一步的研究解決。本試驗(yàn)用的材料主要為兩類(lèi)：有機(jī)硅（1）有機(jī)硅防水劑具有良好的防水、防污和防塵性能，是一種理想的混凝土、砂漿、磚石等建材的防水材料。能夠有效提高建材的防水、耐沾污性能和耐久性能。目前工程商使用的有機(jī)硅防水劑是環(huán)保型的，主要是由烷氧基烷基硅烷制備而成的，是一種對(duì)水穩(wěn)定又能起斥水作用的有機(jī)硅化合物。這類(lèi)有機(jī)硅化合物與混凝土水泥等無(wú)機(jī)材料有很大的親和力，因此能有效改變混凝土的材料表面的特性。這是由于帶有反應(yīng)活性基的硅氧烷，不但能通過(guò)活性基團(tuán)的相互作用形成均勻致密的硅氧烷憎水膜。還能與硅酸鹽基材中的羥基反應(yīng)形成末端帶有-SI-R基的硅氧烷鏈。這是一種具有斥水性的非極性基，其形成的膜的表面張力很低，使其能均勻的覆蓋在毛細(xì)孔上，而不至于完全堵塞封閉毛細(xì)孔，且水在毛細(xì)管壁的接觸角＞100°使基材表面的水成為小水珠，無(wú)法滲人到基材內(nèi)部[16-17]。這樣，經(jīng)過(guò)有機(jī)硅防水劑處理過(guò)的基材就具有良好的疏水作用，有效地阻止水分的侵入。又由于它沒(méi)有封閉基材毛細(xì)管通道，不妨礙水氣由里向外擴(kuò)散，使得基材具有良好的透氣性。各種有機(jī)硅及其改性產(chǎn)品一般都具有良好的滲透性和黏附性而使用在混凝土中，并且其經(jīng)涂刷在混凝土表面后具有良好的疏水性，能有效改善和提高混凝土的抵抗水分和有害物質(zhì)侵入的能力。（2）硅溶膠是一種價(jià)廉的以水為分散介質(zhì)的納米級(jí)高分子無(wú)機(jī)聚偏硅酸的膠體溶液，能明顯加速水泥的水化硬化。硅溶膠顆粒細(xì)微，其中的硅羥基具有較高的活性，易與活性有機(jī)硅中的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)鍵合而形成納米雜化復(fù)合材料。硅溶膠川作水泥添加劑，其本身的性質(zhì)是比較特殊的。一方面硅溶膠對(duì)基體有增強(qiáng)作用。另一方面水泥體系中硅溶膠的形膜行為與高聚物涂料類(lèi)似（膠體粒子牢固的附著在物體表面，粒子間形成硅氧鍵合)。這使硅溶膠在對(duì)水泥的增強(qiáng)行為上存在兩種效應(yīng)：一種是“增強(qiáng)作用”，一種是在基體中的形膜過(guò)程（其成分形成硅-氧-硅無(wú)機(jī)膜層的過(guò)程影響水化反應(yīng)）中硅溶膠對(duì)水化顆粒的“阻隔”。這兩種效應(yīng)是相互競(jìng)爭(zhēng)的。單獨(dú)的內(nèi)摻有機(jī)硅會(huì)引起水泥基材料強(qiáng)度的降低，而內(nèi)摻硅溶膠會(huì)在一定量?jī)?nèi)會(huì)提高水泥基材料的強(qiáng)度，所以本文研究的是有機(jī)硅與硅溶膠雜化液對(duì)水泥基材料的基本性能的影響。采用硅溶膠與有機(jī)硅制成不同比例的雜化液的混合類(lèi)防護(hù)材料，用于試驗(yàn)研究其對(duì)混凝土的防水性能、抗氯離子侵蝕和物理性能的影響。1.3.3國(guó)內(nèi)的研究概況國(guó)內(nèi)采用有機(jī)硅滲透劑對(duì)混凝土進(jìn)行保護(hù)還處于起步階段，對(duì)有機(jī)硅的開(kāi)發(fā)研究較少。1994年胡竹魂網(wǎng)研制了溶劑性和水乳液兩種有機(jī)硅浸滲涂料。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定，證明該涂料在混凝土或砂漿層中可滲透0.5mm-7mm的深度，24h防水效果可提高3-12倍以上，經(jīng)32d濃鹽水浸泡后抗氧離子能力可提高l倍左右，能10℃-60℃干濕交替作用和100℃的高溫烘烤。2000年王燕、張保利等人通過(guò)采用水解抑制和后交聯(lián)控制技術(shù)，以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和有機(jī)硅氧烷為單體，加入自制的乳化劑FM和保護(hù)膠，使聚合物中有機(jī)硅含量達(dá)25％以上，實(shí)現(xiàn)了乳液聚合反應(yīng)過(guò)程和貯存的穩(wěn)定，制得了性能優(yōu)異的丙烯酸有機(jī)硅乳膠涂料[18].2003年吳三余等通過(guò)硅烷、硅氧烷(或聚硅氧烷)與活性擴(kuò)展劑進(jìn)行優(yōu)配代替單分子硅烷產(chǎn)品。他們采用國(guó)內(nèi)原料合成制備有機(jī)硅中間體，篩選原料主劑、擴(kuò)散助劑，進(jìn)行配方的研究工作，再通過(guò)憎水性、滲透性、耐海水性等性能實(shí)驗(yàn)對(duì)配方進(jìn)行調(diào)整最終制得合格的GSY有機(jī)硅滲透劑，并總結(jié)出相應(yīng)的施工配套技術(shù)。2006黨俐、陸文雄等人采用預(yù)乳化與種子乳液聚合法相結(jié)合的聚合工藝及機(jī)硅單體后添加技術(shù)，半連續(xù)乳液聚合方法，將帶乙烯基的有機(jī)硅活性單體和丙烯酸酯類(lèi)單體共聚，對(duì)丙烯酸樹(shù)脂進(jìn)行改性，合成了一種新型的混凝土防護(hù)涂層，增強(qiáng)了混凝土的耐水性，同時(shí)混凝土的耐堿性和透氣性均滿(mǎn)足要求。1.4相關(guān)理論1.4.1混凝土氯鹽腐蝕氯離子入侵混凝土有三種方式：（1）毛細(xì)吸收：混凝土毛細(xì)孔隙張力作用把溶有氯離子的水溶液吸收到混凝土內(nèi)部。（2）擴(kuò)散作用：溶液中由于氯離子濃度不同而產(chǎn)生的濃度梯度，氯離子自發(fā)流動(dòng)侵入混凝土。（3）滲透：在有壓力作用的情況下，氯離子水溶液在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生流動(dòng)。這幾種氯離子侵入的方式毛細(xì)吸收速度最快，混凝土在非飽和狀態(tài)下，毛細(xì)吸收作用下很快就能吸收率鹽溶液達(dá)到混凝土至少5mm的深度，在吸水飽和狀態(tài)下的混凝土，常壓下氯離子遷移主要以擴(kuò)散為主，在高壓情況下主要以滲透為主。影響氯離子侵蝕混凝土的主要因素：（1）混凝土氯離子的擴(kuò)散方式氯離子的擴(kuò)散方式是影響氯離子侵蝕的主要因素。在混凝土表層氯離子侵入主要靠毛細(xì)吸收作用，在表面侵入完畢后，進(jìn)入混凝土內(nèi)部，此時(shí)氯離子主要是靠擴(kuò)散作用完成遷移。（2）水灰比混凝土的水灰比大小影響混凝土的密實(shí)度，而混凝土的密實(shí)度越大，氯離子滲透越困難。抵御氯離子侵蝕能力越強(qiáng)。所以混凝土的水灰比與滲透性、耐久性密切聯(lián)系。（3）溫度季節(jié)性溫度的變化。冬季固化的氯離子在夏季的時(shí)候被釋放出來(lái)形成了自由離子。溫度升高還會(huì)使氯離子更加活躍，擴(kuò)散更加迅速?；炷恋穆入x子擴(kuò)散系數(shù)因此受到溫度影響，當(dāng)溫度從10℃升到20℃時(shí)，氯離子擴(kuò)散系數(shù)增大約一倍。（4）混凝土與氯離子的結(jié)合和能力自由氯離子降低混凝土的耐久性，所以混凝土固化氯離子的能力越強(qiáng)，則混凝土的耐久性就越好。混凝土固化氯離子的能力主要取決于叫凝材料的細(xì)度、堿性以及C4AF、C3A的含量。C3A對(duì)氯離子有很大的吸附作用。隨著水灰比的減小，C3A含量增大，部分C3A與氯離子反應(yīng)生Friedel鹽，使水泥固化氯離子的能力增強(qiáng)，擴(kuò)散系數(shù)變小。（5）濕度氯離子擴(kuò)散過(guò)程需要在有水的環(huán)境中，當(dāng)混凝土在濕度較低的情況下，氯離子的擴(kuò)散速度也會(huì)相應(yīng)下降。當(dāng)混凝土在飽和水環(huán)境下，氯離子的擴(kuò)散速度最快當(dāng)干燥的混凝土被鹽水濕潤(rùn)時(shí)，鹽水通過(guò)毛細(xì)作用進(jìn)入混凝土；當(dāng)混凝土再次干燥時(shí)，水分通過(guò)混凝土孔隙向外蒸發(fā)，同時(shí)近表面處的氯離子隨水向外遷移至混凝土表面，由于干燥作用內(nèi)孔溶液氯離子濃度升高，在濃度差下氯離子又向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散；當(dāng)風(fēng)干的混凝土表層再次遇到鹽水，由于毛細(xì)作用又會(huì)吸入更多鹽分，并在混凝土表層一定深度處形成濃度峰值，氯離子再通過(guò)擴(kuò)散想混凝土內(nèi)部侵入，如此循環(huán)往復(fù)，氯離子侵蝕效果明顯。（6）水頭壓力氯離子在水頭壓力作用下，除了通過(guò)擴(kuò)散作用，還可以通過(guò)滲透作用侵蝕海水水面下的混凝土結(jié)構(gòu)。1.4.2混凝土的毛細(xì)吸收混凝土中水分的運(yùn)動(dòng)方式有三種：水分?jǐn)U散、毛細(xì)吸附和滲透。水分?jǐn)U散是材料內(nèi)部存在濕度梯度以及表面水分蒸發(fā)而引起的；吸附石通過(guò)毛細(xì)管吸收水分而產(chǎn)生的；滲透是由于混凝土處于靜水壓作用下產(chǎn)生的。在混凝土的各種破壞形式中，混凝土內(nèi)部的水分也主要經(jīng)過(guò)這三種方式運(yùn)動(dòng)。其中對(duì)混凝土危害性最大的是混凝土對(duì)水的毛細(xì)吸附。壓力水的滲透也必須要在毛細(xì)吸水飽和的情況大才能出現(xiàn)。大部分的有害介質(zhì)進(jìn)入混凝土都是以水分為載體，混凝土的毛細(xì)吸水是氯離子等侵蝕性介質(zhì)入侵混凝土的主要途徑，因此混凝土的毛細(xì)吸水能力也被視為評(píng)價(jià)混凝土耐久就行的重要參數(shù)之一[19].對(duì)混凝土來(lái)說(shuō)，隨著水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行，混凝土內(nèi)部的能保存水的空間減少，如果這部分空間沒(méi)有被新產(chǎn)生的水化物填充，則就會(huì)在混凝土內(nèi)部形成大量的孔隙，并且混凝土泌水也會(huì)形成毛細(xì)孔。當(dāng)混凝土的毛細(xì)孔沒(méi)有飽和時(shí)，混凝土與溶液接觸時(shí)就會(huì)產(chǎn)生壓力差，使溶液被吸收進(jìn)入到混凝土的孔隙中。混凝土的表面防水處理就是通過(guò)改變混凝土毛細(xì)孔的表面性能，使溶液與混凝土的接觸角大于90°達(dá)到防水目的。毛細(xì)孔隙壓力與溶液在孔隙中形成的弧形液面半徑大小有關(guān)，而液面半徑又與溶液的接觸角有關(guān)，但溶液的接觸角不是固定不變的，而是隨自由能降低而變小，溶液與混凝土之間的濕潤(rùn)工程能使系統(tǒng)自由能降低，混凝土表面越粗糙，自由能降低越多，接觸角就越小。1.5本課題研究目的和內(nèi)容通過(guò)前面的論述，我們對(duì)混凝土的耐久性影響因素、耐久性與滲透性的關(guān)系，有機(jī)硅的類(lèi)型、研究和應(yīng)用有了系統(tǒng)的了解，同時(shí)也清晰地認(rèn)識(shí)到有機(jī)硅研究中所存在的問(wèn)題和研究的方向。國(guó)內(nèi)采用有機(jī)硅對(duì)混凝土進(jìn)行保護(hù)還處于起步階段，對(duì)有機(jī)硅的開(kāi)發(fā)研究較少。在目前我國(guó)的有機(jī)硅滲透劑市場(chǎng)中，國(guó)外產(chǎn)品如Wacker、DoComing等公司的硅烷浸漬保護(hù)劑占據(jù)著很大的優(yōu)勢(shì)，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品卻較少。在之前的一些重大項(xiàng)目和實(shí)際工程中，應(yīng)用的也多是國(guó)外的產(chǎn)品。所以，國(guó)內(nèi)有機(jī)硅滲透劑的自主研發(fā)意義重大。目前用于混凝土防護(hù)處理的有機(jī)硅，主要由低分子量和含長(zhǎng)鏈有機(jī)基團(tuán)的有機(jī)硅組成，通常以烷基／烷氧基硅烷、硅氧烷、烷基硅醇鹽和含氫硅油等為主要活性成分。三烷氧基硅烷，如異丁基或異辛基三乙氧基硅烷，是國(guó)際上常用的混凝土保護(hù)有機(jī)硅。由于它的粘度較低，即使未經(jīng)稀釋?zhuān)诟哔|(zhì)量的混凝土中也具有優(yōu)異的滲透性。[20-25]本課題的研究目的有三個(gè)：（1）硅溶膠與辛基三乙氧基硅烷之間的雜化反應(yīng)；（2）不同用量的硅溶膠與辛基三乙氧基硅烷雜化液對(duì)水泥基材料基本性能的影響（3）硅溶膠與辛基三乙氧基硅烷之間的雜化比例對(duì)水泥基材料基本性能的影響；主要研究?jī)?nèi)容如下：（1）研究水泥基材料的物理性能分別測(cè)量水泥凈漿和水泥砂漿的抗折與抗壓強(qiáng)度。比較雜化液參量不同而濃度相同的砂漿和凈漿的強(qiáng)度變化，比較雜化液摻量相同而濃度不同的水泥凈漿和砂漿的強(qiáng)度變化。（2）研究混凝土的吸水性在侵水的環(huán)境中，對(duì)比不同配合比的混凝土的吸水變化規(guī)律，比較不同表面處理后的混凝土的吸水性能變化。研究混凝土的氯離子含量分布曲線(xiàn)對(duì)比不同配合比混凝土，氯離子侵入情況及變化規(guī)律，比較氯離子滲透性能的差異，以及研究不同比例的雜化液表面處理后混凝土地抗氯離子侵蝕的效果。第二章實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備2.1基本原材料為研究硅溶膠-辛基三乙氧基對(duì)水泥基材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)采用普通的水泥凈漿與水泥砂漿。所有原來(lái)均來(lái)自青島本地，水泥采用42.5R的普通硅酸鹽水泥，性能指標(biāo)見(jiàn)2-1；沙子是本地的河沙，最大粒徑5mm，為中砂，詳細(xì)指標(biāo)見(jiàn)表2-2；碎石指標(biāo)見(jiàn)表2-3，水則采用自來(lái)水；混凝土和易性良好，本次試驗(yàn)不摻加減水劑。表2-1水泥的化學(xué)成分化學(xué)成分(％)SO2Fe2O3CaOMgOSO3K2OAl2O3TiO2P2O5PO42.5.R22.913.1057.464.071.520.477.350.350.55表2-2砂指標(biāo)種類(lèi)規(guī)格細(xì)度模數(shù)含泥量（％）級(jí)配青島河沙中砂2.71.8符合要求表2-3碎石指標(biāo)巖石種類(lèi)規(guī)格（mm）實(shí)驗(yàn)結(jié)果壓碎值（%）針片狀顆粒含量（%）含泥量（%）級(jí)配花崗巖5-253.84.8清洗符合要求2.2雜化液2.2.1雜化液的制備攪拌下往100g40％固含量的硅溶膠中加入少量的表面活性劑，溶解后在快速攪拌下于室溫緩慢滴人計(jì)算量(雜化比為有機(jī)硅質(zhì)量與硅溶膠固體質(zhì)量的百分比)的有機(jī)硅液體，其中的有機(jī)硅與硅溶膠的比例分別為3%，5%，10%，在室溫?cái)嚢?h。攪拌完成后密封放置使用。2.2.2試驗(yàn)用防水原料性能本實(shí)驗(yàn)主要采用的防水原料主要是硅溶膠與辛基三乙氧基硅烷的雜化液。其主要性能為：它可以與基層反應(yīng)在混凝土等表面形成非常堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，填補(bǔ)表層空隙，防止毛細(xì)吸收，在表面形成一層憎水膜，阻止外部水分的侵蝕，使建筑物產(chǎn)生持久的抗水性。同時(shí)不影響結(jié)構(gòu)的自由呼吸，形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以持續(xù)很多年有效，且不會(huì)像普通抗水劑一樣自然消失，從而延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的耐久性。雜化液摻入混凝土后，雜化液中的硅烷膠粒首先在混凝土的干燥失水過(guò)程中破裂，釋放出烷基烷氧基硅烷分子，然后與孔隙水發(fā)生水解反應(yīng)生成硅烷醇，進(jìn)而與硅酸鹽基體中的羥基反應(yīng)并相互縮合(見(jiàn)圖2-1)，最終在混凝土的孔隙壁上形成一層硅氧烷聚合物憎水膜，使混凝土與水的接觸角轉(zhuǎn)變?yōu)?00°~130°，抑制水分侵入。硅溶膠則能提高混凝土的力學(xué)性能和耐久性。圖2-1功能優(yōu)點(diǎn)：1）可以提高被處理材料對(duì)環(huán)境的抵抗力；2)可以增強(qiáng)水泥基材料的抗水性；3）提高水泥基材料的抗氯侵蝕性能；4）增強(qiáng)水泥基材料的力學(xué)性能；5）成膜時(shí)間短；6）施工方便，簡(jiǎn)單；2.2.3雜化液儲(chǔ)存穩(wěn)定性本實(shí)驗(yàn)采用辛基三乙氧基硅烷通過(guò)不同的雜化比對(duì)酸性硅溶膠中得納米粒子SiO2進(jìn)行了表面修飾，其水性分散液的穩(wěn)定性結(jié)果列于下表3-1中。表2-4雜化液的室溫穩(wěn)定性改性雜化比室溫存儲(chǔ)時(shí)間（酸性硅溶膠）室溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性（堿性硅溶膠）3%>2個(gè)月不穩(wěn)定5%2個(gè)月不穩(wěn)定10%1個(gè)月不穩(wěn)定由表2-4可見(jiàn)，硅烷改性酸性硅溶膠的穩(wěn)定性?xún)?yōu)于改性堿性硅溶膠。并且隨著雜化比的增加，甲基三乙氧基硅烷改性的酸性硅溶膠的穩(wěn)定性逐漸降低；并且當(dāng)雜化比較大（如10%）時(shí)，其室溫穩(wěn)定性相對(duì)較差，其室溫穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于酸性硅溶膠的六個(gè)月。由于硅烷中的烷基R-對(duì)納米粒子SiO2提供了空間位阻保護(hù)作用，避免粒子的團(tuán)聚或絮凝。但當(dāng)硅烷改性劑過(guò)量時(shí)（按理論計(jì)算10％的雜化比已經(jīng)過(guò)量），其中多余的量可能會(huì)發(fā)生一些副作用而引起納米粒子的團(tuán)聚或交聯(lián)反應(yīng)，尤其是具有多官能團(tuán)的硅烷分子，使得水分散液穩(wěn)定性下降。2.3混凝土2.3.1混凝土配合比表2-5混凝土試件配合比水灰比水泥沙子石子水減水劑0.4380g579g1269g152g1.6g0.5320g653g1269g160g1.6g混凝土試件的配合比為兩種，按水灰比分類(lèi)。以便于實(shí)驗(yàn)室對(duì)比不同水灰比對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。2.3.2混凝土試件成型和養(yǎng)護(hù)混凝土試件分為兩種，一種為100mm×100mm×100mm的立方體試件，一種為底面直徑100mm，高200mm的圓柱體試件。按設(shè)計(jì)的配合比計(jì)算出各材料用量，準(zhǔn)確稱(chēng)量各種原材料。按順序向30L臥軸式強(qiáng)制式攪拌機(jī)中順序按分別加入石子、水泥和砂，啟動(dòng)攪拌機(jī)在容量30L的臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)中攪拌，先干拌1min，然后將所需減水劑加入到拌合用水中，然后在攪拌的情況下緩慢加入混合后的水，完全澆入到拌合料中繼續(xù)攪拌，控制總攪拌時(shí)間為3min。將攪拌均勻的混凝土裝入到100×100×100mm塑料模和直徑100mm、高200mm的鋼模中，然后在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)直至混凝土表面出現(xiàn)泛漿，將高出試模的部分用抹刀抹平。為了不影響防水處理質(zhì)量，塑料模中不使用脫模劑。混凝土成型2d后拆模，并將試塊放在溫度(20±3)℃、相對(duì)濕度≥90的養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)。2.3.3混凝土表面處理硅溶膠與辛基三乙氧基雜化液涂料使用量為400g/㎡，涂裝方法均為刷涂。實(shí)驗(yàn)分組：第一組是在混凝土成型面涂刷比例為3％的雜化液；第二組是在混凝土成型面涂刷5％的雜化液；第三組是在混凝土成型面涂刷比例為10％的雜化液；第四組為空白實(shí)驗(yàn)組。每組6個(gè)試件。試件處理后在實(shí)驗(yàn)室放置一周，以便涂料能滲透進(jìn)入混凝土表面，與混凝土充分反應(yīng)。2.4水泥凈漿與水泥砂漿2.4.1配合比表2-6凈漿配合比凈漿編號(hào)雜化液雜化比例（%）水泥（g）水（g）雜化液摻量（%）JA01500450JB3315004202%JB5515004202%JB101015004202%JC3315003755%JC5515003755%JC101015003755%表2-7砂漿配合比砂漿編號(hào)雜化液雜化比例（%）水泥（g）砂（g）水（g）雜化液摻量（%）SA0800800320SB338008003042SB558008003042SB5108008003042SC338008002805SC558008002805SC101080080028052.4.2水泥凈漿與砂漿試件成型與養(yǎng)護(hù)按設(shè)計(jì)的配合比計(jì)算出各原料的用量，準(zhǔn)確的稱(chēng)量水泥，砂子、水和雜化液。與混凝土的制備不同的地方是，砂漿凈漿的制備需要內(nèi)摻硅溶膠-辛基三乙氧基的雜化液。攪拌凈漿是先把稱(chēng)量好的水泥加入雙轉(zhuǎn)雙速攪拌機(jī),開(kāi)動(dòng)機(jī)器，同時(shí)徐徐加入水和雜化液拌和，慢速攪拌120s，停拌15s。接著快速攪拌120s后停機(jī)，斷開(kāi)電源。然后把攪拌好的凈漿倒入40mm×40mm×160mm的模具中，把裝有水泥凈漿的模具放在振動(dòng)臺(tái)上振搗密實(shí)，當(dāng)出現(xiàn)泛漿時(shí)，用抹刀將高出試模的漿體抹平。水泥凈漿在內(nèi)摻硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液后振蕩時(shí)，容易產(chǎn)生氣泡，所以裝模時(shí)，應(yīng)注意讓凈漿填滿(mǎn)試模，不要留有空隙，避免產(chǎn)生大的氣泡影響水泥凈漿的強(qiáng)度。試件成型2d后拆模，并將試塊放在(20±3)℃、相對(duì)濕度≥90的養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)7、14、28d后，分別測(cè)試其抗折和抗壓強(qiáng)度并且測(cè)養(yǎng)護(hù)28d后砂漿試塊的吸水率水泥砂漿的制備方法與水泥凈漿大體相同。先把稱(chēng)量好的砂和水泥按順序加入雙轉(zhuǎn)雙速攪拌機(jī),開(kāi)動(dòng)機(jī)器，同時(shí)徐徐加入水和雜化液拌和，慢速攪拌120s，停拌15s。接著快速攪拌120s后停機(jī)，斷開(kāi)電源。然后把攪拌好的凈漿倒入40mm×40mm×160mm的模具中，把裝有水泥砂漿漿的模具放在振動(dòng)臺(tái)上振搗密實(shí)，當(dāng)出現(xiàn)泛漿時(shí)，用抹刀將高出試模的漿體抹平。砂漿的流動(dòng)性相對(duì)要好，振動(dòng)時(shí)不宜過(guò)久，以免水分析出。試件成型2d后拆模，并將試塊放在(20±3)℃、相對(duì)濕度≥90的養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)7d、14d、28d后，分別測(cè)試其抗折和抗壓強(qiáng)度。圖2-2a圖2-2b圖2-2c2.4.3內(nèi)摻處理硅溶膠與辛基三乙氧基雜化液涂料使用量為:水泥凈漿實(shí)驗(yàn)分組:第一組內(nèi)摻含量為2％濃度為3％的雜化液；第二組內(nèi)摻含量為2％濃度為5％的雜化液；第三組內(nèi)摻含量為2％濃度為10％的雜化液；第四組內(nèi)摻含量為5％濃度為3％的雜化液；第五組內(nèi)摻含量為5％濃度為5％的雜化液；第六組內(nèi)摻含量為5％濃度為10％的雜化液；第七組為空白實(shí)驗(yàn)組；每組九個(gè)試件。每組凈漿放置養(yǎng)護(hù)時(shí)間均為7天三個(gè)試件、14天三個(gè)試件、28天三個(gè)試件。水泥砂漿實(shí)驗(yàn)分組:第一組內(nèi)摻含量為2％濃度為3％的雜化液；第二組內(nèi)摻含量為2％濃度為5％的雜化液；第三組內(nèi)摻含量為2％濃度為10％的雜化液；第四組內(nèi)摻含量為5％濃度為3％的雜化液；第五組內(nèi)摻含量為5％濃度為5％的雜化液；第六組內(nèi)摻含量為5％濃度為10％的雜化液；第七組為空白實(shí)驗(yàn)組；每組十二個(gè)試件。每組砂漿放置養(yǎng)護(hù)時(shí)間均為7天三個(gè)試件、14天三個(gè)試件、28天六個(gè)試件。第三章內(nèi)摻處理對(duì)水泥凈漿與砂漿強(qiáng)度的影響3.1試驗(yàn)方法試驗(yàn)選用表2-4和2-5的配比，所選試件尺寸為40mm×40mm×160mm的長(zhǎng)方體。每組3個(gè)試件，取平均值。試驗(yàn)在全自動(dòng)型壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)心，抗折加載速度為50N/S，抗壓加載速度為7N/S。3.1.1抗折強(qiáng)度測(cè)定 1、認(rèn)識(shí)了解抗折機(jī)，接通電源，檢查是否通電。2、各齡期試件必須在規(guī)定的時(shí)間（7天、14天、28天）內(nèi)從養(yǎng)護(hù)室中取出，進(jìn)行抗折強(qiáng)度測(cè)定。測(cè)定前須擦去試件表面的水份和砂粒，清除夾具上表面粘著的雜物。3、將試件放入夾具內(nèi)（注意側(cè)面與圓柱接觸）。4、按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，機(jī)器開(kāi)始工作，以50N/S±5N/S的加荷速度，直到試樣折斷自動(dòng)切斷電機(jī)的電源。5、取三條試件所測(cè)強(qiáng)度值的平均值的整數(shù)作為抗折強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果。當(dāng)三個(gè)強(qiáng)度中有一個(gè)超過(guò)平均值的±10%時(shí)，應(yīng)剔除這個(gè)結(jié)果，以另兩個(gè)數(shù)值平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。如兩個(gè)試件測(cè)定結(jié)果超過(guò)平均值的±10%時(shí)，就廢除此結(jié)果。3.1.2抗壓強(qiáng)度測(cè)試1、認(rèn)識(shí)了解壓力機(jī)的工作原理。打開(kāi)控制箱電源開(kāi)關(guān)。2、各齡期試件必須在規(guī)定的時(shí)間（3天、7天、28天）內(nèi)從水槽中取出，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)定。測(cè)定前須擦去試件表面的水份和砂粒，清除夾具上表面粘著的雜物。3、按要求裝好試樣。4、點(diǎn)擊【運(yùn)行】按鈕，試驗(yàn)機(jī)即按設(shè)定的加載速度對(duì)試樣進(jìn)行加壓直至試樣破碎，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)記錄試驗(yàn)結(jié)果，并在主界面左下方的“試驗(yàn)結(jié)果”框中顯示。5、重復(fù)4、5操作直至做完一組試樣，并將所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。以每一組所測(cè)的六個(gè)抗壓強(qiáng)度值的平均值為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如六個(gè)測(cè)定值中有一個(gè)超出平均值的±10%，就應(yīng)剔除這個(gè)結(jié)果，而以剩下五個(gè)的平均值為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如這五個(gè)測(cè)定值中再有超過(guò)它們平均值±10%的，則此組結(jié)果作廢。3.2試驗(yàn)結(jié)果分析與討論本試驗(yàn)對(duì)內(nèi)摻雜化液處理和為做處理的水泥凈漿與水泥砂漿進(jìn)行了抗折與抗壓強(qiáng)度測(cè)試，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果探討研究?jī)?nèi)摻雜化液處理對(duì)水泥基材料的性能的影響。本試驗(yàn)結(jié)果均在相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格中列出，以供試驗(yàn)時(shí)間各種性能之間的對(duì)比，為了方便去分和辨別各試件的不同，均用代號(hào)表示不同處理的試件：Ai-i表示養(yǎng)護(hù)7天,雜化液雜化內(nèi)摻量（％）的試件。Bi-i表示養(yǎng)護(hù)14天,雜化液雜化內(nèi)摻量（％）的試件。Ci-i表示養(yǎng)護(hù)28天,雜化液雜化內(nèi)摻量（％）的試件。3.2.1凝結(jié)時(shí)間與安定性測(cè)定當(dāng)有添加劑加入到水泥中，首先要保證水泥體系的安定性合格，否則就要降低這種添加劑的摻量。小分子的有機(jī)硅通常對(duì)水泥的凝結(jié)硬化都有顯著影響，緩凝作用較為明顯。硅溶膠呈弱堿性，對(duì)水泥具有明顯的促凝作用。兩者相互復(fù)合可能改善單獨(dú)加入時(shí)對(duì)水泥的凝結(jié)硬化作用；另外，二者的相互復(fù)合還可能有利于提高混凝土的防水性能。目前混凝土越來(lái)越趨向于商品化，考慮到混凝土運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和在工地施工的時(shí)間，因此水泥的凝結(jié)時(shí)間十分重要。本部分研究了硅溶膠-甲基三乙氧基硅烷雜化材料對(duì)水泥砂漿的凝結(jié)硬化的影響以及其安定性檢測(cè)。其結(jié)果如表3-2凝結(jié)時(shí)間和安定性所示。其中，凝結(jié)時(shí)間按GB/T1346-2001標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。表3-1凝結(jié)時(shí)間和安定性（不同雜化比）組別雜化比例（%）凝結(jié)時(shí)間安定性初凝/min終凝/min空白空白250340合格S33290400合格S55300420合格S1010310450合格注：S——砂漿；數(shù)字——雜化比；0表示空白組表3-2砂漿凈漿7天強(qiáng)度雜化比例（％）內(nèi)摻量（％）凈漿抗折強(qiáng)度（MPa）凈漿抗壓強(qiáng)度（MPa）砂漿抗折強(qiáng)度（MPa）砂漿抗壓強(qiáng)度（MPa）338.3529.344.2839.9102942.67.836.8358.9558.637.6733.8105835.36.632.2空白空白31.6表3-3砂漿凈漿14天強(qiáng)度雜化液濃度（％）雜化液內(nèi)摻量（％）凈漿抗折強(qiáng)度（MPa）凈漿抗壓強(qiáng)度（MPa）砂漿抗折強(qiáng)度（MPa）砂漿抗壓強(qiáng)度（MPa）329.551.57.841529.753.88.442.91029.853.58.643.5359.148743.1558.748.16.840.21038.7空白空白9.449.27.743.3 表3-4砂漿凈漿28天強(qiáng)度雜化液濃度（％）雜化液內(nèi)摻量（％）凈漿抗折強(qiáng)度（MPa）凈漿抗壓強(qiáng)度（MPa）砂漿抗折強(qiáng)度（MPa）砂漿抗壓強(qiáng)度（MPa）345.25210.456.59.847.810210.556.49.947.7359.651.58.448.1559.31058.748.47.845.9空白空白9.953.28.644.8根據(jù)表3-2、表3-3、表3-4可以看出內(nèi)摻雜化液內(nèi)摻量為2%時(shí)，凈漿砂漿的強(qiáng)度都比未摻雜化液的試件強(qiáng)度要高，在雜化液濃度為2%的情況下，隨著雜化液雜化比例的增加，水泥凈漿和砂漿的抗折強(qiáng)度略有增加，抗壓強(qiáng)度增加，當(dāng)內(nèi)摻含量為5%時(shí)，隨著雜化液雜化比例的增加，水泥凈漿和砂漿的抗折強(qiáng)度在隨著減小，當(dāng)雜化比例達(dá)到10%時(shí)，抗折與抗壓強(qiáng)度都比空白試件的強(qiáng)度要低。圖3-1內(nèi)摻量為2%凈漿抗壓強(qiáng)度圖3-2內(nèi)摻量為5%凈漿抗壓強(qiáng)度從圖3-1與圖3-2可以看出在雜化液內(nèi)摻量為2％時(shí)，水泥凈漿的的強(qiáng)度隨著硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液的雜化比例升高時(shí)，其抗壓強(qiáng)度也在不斷提高，當(dāng)雜化比例到達(dá)5％左右時(shí)，7天的強(qiáng)度開(kāi)始有所下降，因?yàn)閾郊拥挠袡C(jī)硅量變多，延緩水泥水化的效果逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。14天與28天的凈漿強(qiáng)度從一開(kāi)始強(qiáng)度都在逐步增長(zhǎng)，當(dāng)雜化比例達(dá)到5%后，強(qiáng)度不再增長(zhǎng)。最終強(qiáng)度比空白試件強(qiáng)度大約提高6%~8%。當(dāng)內(nèi)摻量為5%時(shí)，水泥凈漿的抗壓強(qiáng)度在雜化液內(nèi)雜化比例為5%時(shí)，強(qiáng)度明顯減小，而當(dāng)雜化液雜化比例再提高時(shí)，7天，14天和28天凈漿的強(qiáng)度持續(xù)下降，大約下降5%~10.2%。由上圖還可以看出，在雜化比例相同的情況下，內(nèi)摻含量5％的水泥凈漿試件的抗壓強(qiáng)度一般都小于內(nèi)摻含量為2％的水泥凈漿試件的抗壓強(qiáng)度。但是當(dāng)硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液的雜化比例越大時(shí)，雜化液內(nèi)摻含量2％的水泥凈漿試件的強(qiáng)度與雜化液內(nèi)摻含量5％的水泥凈漿試件的強(qiáng)度差別就越大。圖3-3內(nèi)摻量2%砂漿抗壓強(qiáng)度圖3-4內(nèi)摻量5%砂漿抗壓強(qiáng)度水泥砂漿的強(qiáng)度變化與水泥凈漿強(qiáng)度的變化基本相似。雜化液內(nèi)摻量為2％時(shí)，水泥砂漿的的強(qiáng)度隨著硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液的雜化比例升高時(shí)，其抗壓強(qiáng)度也在不斷提高，當(dāng)雜化比例到達(dá)5％左右時(shí)，7天的強(qiáng)度開(kāi)始有所下降，因?yàn)閾郊拥挠袡C(jī)硅量變多，延緩水泥水化的效果逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。14天與28天的砂漿強(qiáng)度從一開(kāi)始強(qiáng)度都在逐步增長(zhǎng)。當(dāng)內(nèi)摻量為5%時(shí)，水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度在雜化液內(nèi)雜化比例為3%時(shí)，強(qiáng)度略有減小，而當(dāng)雜化液雜化比例再增大時(shí)，7天，14天和28天凈漿的強(qiáng)度都明顯的下降。由上圖還可以看出，在雜化比例相同的情況下，內(nèi)摻含量5％的水泥砂漿試件的抗壓強(qiáng)度一般都小于內(nèi)摻含量為2％的水泥砂漿試件的抗壓強(qiáng)度。但是當(dāng)硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液的雜化比例越大時(shí)，雜化液內(nèi)摻含量2％的水泥凈漿試件的強(qiáng)度與雜化液內(nèi)摻含量5％的水泥凈漿試件的強(qiáng)度差別就越大。水泥砂漿與凈漿在雜化液內(nèi)摻量為5%時(shí)強(qiáng)度一直下降主要是因?yàn)楣枞苣z的摻量過(guò)多，產(chǎn)生的‘阻隔’作用與有機(jī)硅的延緩水化作用都造成了其強(qiáng)度比摻量為2%時(shí)的試件低。圖3-5水泥凈漿抗折強(qiáng)度（雜化液內(nèi)摻量2%）圖3-6水泥凈漿抗折強(qiáng)度（雜化液內(nèi)摻量5%）當(dāng)雜化液內(nèi)摻量為2%時(shí)，隨著雜化比例的升高，水泥凈漿的抗折強(qiáng)度都在不斷提高，除了7天的試件在雜化液雜化比例為5%時(shí)抗折強(qiáng)度有所下降，因?yàn)橛袡C(jī)硅含量增加，其早期的延緩水化作用使得7天的抗折強(qiáng)度下降。而14天與18天的抗折強(qiáng)度一直增加。當(dāng)雜化液內(nèi)摻為5%時(shí)，水泥凈漿的抗折強(qiáng)度隨著雜化液的雜化比例提高一直下降，抗折強(qiáng)度下降8.2%。~10.3%圖3-7水泥砂漿抗折強(qiáng)度（雜化液內(nèi)摻量2%）圖3-8水泥砂漿抗折強(qiáng)度（雜化液內(nèi)摻量5%）圖3-7表現(xiàn)出了砂漿抗折強(qiáng)度變化與凈漿的相似。當(dāng)雜化液內(nèi)摻量為2%時(shí)，隨著雜化比例的升高，水泥砂漿的抗折強(qiáng)度都在不斷提高，除了7天的試件在雜化液雜化比例為5%時(shí)抗折強(qiáng)度有所下降，而14天與18天的抗折強(qiáng)度一直增加。當(dāng)雜化液內(nèi)摻為5%時(shí)，水泥砂漿的抗折強(qiáng)度隨著雜化液的雜化比例一直下降，雜化比例為3%到5%之間時(shí)強(qiáng)度下降幅度最大，雜化比例為5%到10%之間的強(qiáng)度下降幅度不是很大。3.3本章小結(jié)本章通過(guò)抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的試驗(yàn)，得出了內(nèi)摻不同量與不同雜化比例的硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液對(duì)水泥凈漿和水泥砂漿的強(qiáng)度的影響，主要得出以下結(jié)論:（1）經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，得出了硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液的內(nèi)摻量為2%時(shí)對(duì)水泥基材料強(qiáng)度有增強(qiáng)作用。摻加硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液的摻量為5%時(shí)強(qiáng)度下降。（2）內(nèi)摻溶膠-辛基三乙氧基雜化液前期延緩水泥水化。（3）內(nèi)摻硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液的摻量為5%時(shí)抗壓抗折強(qiáng)度都低于空白試件。第四章吸水試驗(yàn)4.1試驗(yàn)方法本試驗(yàn)選用的混凝土類(lèi)型有兩種配比?；驹恚夯炷?xí)r多孔體，孔隙組織影響著混凝土的密實(shí)性和其他性能，吸水的原因主要是孔隙存在造成的。本實(shí)驗(yàn)方法是將已經(jīng)烘干的混凝土試件，在經(jīng)過(guò)雜化液處理后侵入水中，在48小時(shí)內(nèi)試件吸入水量的相對(duì)比較雜化液對(duì)混凝土表面處理后的防水效果。4.1.1混凝土試件吸水實(shí)驗(yàn)設(shè)備：試模：100mm×100mm×100mm；烘干機(jī)：箱內(nèi)溫度均勻；電子稱(chēng)：稱(chēng)量5000kg；水槽。試驗(yàn)步驟：試件凈標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天后取出，用切割機(jī)沿成型面均勻切割成100mm×100mm×50mm的試件，即得每個(gè)試塊的厚度為50mm，然后放入50±5℃烘箱中烘干至恒重，冷卻后將混凝土試塊取出用干布將表面擦拭干凈。然后用石蠟將試件的4個(gè)側(cè)面進(jìn)行密封處理，剩余兩個(gè)面中的切割面不作處理，而另一面用已制備好的雜化液均勻涂刷。涂刷過(guò)的試塊則用密封膜進(jìn)行密封，避免雜化液揮發(fā)與過(guò)快干裂。涂刷雜化液的試件靜置一周，以便雜化液與混凝土充分反應(yīng)，滲入和混凝土孔隙中。試件靜置完畢后，把密封膜取出，然后稱(chēng)量試件質(zhì)量。將處理過(guò)的試件放入水溫為20±3℃的水槽中，涂有雜化液的面朝水面，不作處理的面朝上，水面侵至試件高度為20mm~30mm左右，侵泡48小時(shí)。將試件從水槽中取出，取出時(shí)注意未做處理面不能沾水，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。取出試件先用干布擦拭封蠟面，然后再輕輕擦拭底面，注意不能用力擦拭，用力擦拭會(huì)磨損涂刷的雜化液。擦拭干凈后立即稱(chēng)重。試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算：72小時(shí)的吸水量按下式計(jì)算：Wi=（Mi-M0）/0.01(4-1)式中，Wi——試件72小時(shí)的吸水量g/㎡；Mi——試件吸水后的重量（g）；M0——試件處理后的重量（g）。以3個(gè)試件的算術(shù)平均值作為吸水率。圖4-14.1.2水泥砂漿試件吸水實(shí)驗(yàn)設(shè)備：試模：40mm×40×160mm；烘干機(jī)：箱內(nèi)溫度均勻；電子稱(chēng)：稱(chēng)量1000kg；水槽。本試驗(yàn)選用七種不同的試件進(jìn)行試驗(yàn)，砂漿中雜化液的摻量為百分之二和百分之五，雜化液的濃度又分為3%、5%和10%三種，另外還有空白實(shí)驗(yàn)組?；驹恚荷皾{是多孔體，孔隙組織影響著混凝土的密實(shí)性和其他性能，吸水的原因主要是孔隙存在造成的。內(nèi)摻硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液可以填充水泥砂漿在水化硬化時(shí)產(chǎn)生的孔隙。本實(shí)驗(yàn)方法是將已經(jīng)烘干的混凝土試件，在48小時(shí)內(nèi)試件吸入水量的相對(duì)比較雜化液內(nèi)摻處理對(duì)砂漿的防水效果。試驗(yàn)步驟：試件經(jīng)過(guò)28天的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，從養(yǎng)護(hù)時(shí)取出，放入溫度為50±5℃的烘干箱中烘至恒重。冷卻后取出立即稱(chēng)量試件重量并記錄。將烘干的試件放入水溫為20℃左右的水槽中浸泡，水面高出試件3厘米左右，浸泡48小時(shí)。將試件沖水槽中取出，用吸水性不強(qiáng)的干布輕輕擦拭試件表面黏有的水珠，然后測(cè)量其重量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算：48小時(shí)的吸水率按下式計(jì)算：Qi=（Ni-N0）/N0×100％(4-2)式中，Qi——試件48小時(shí)的吸水率（％）；Ni——試件吸水48小時(shí)候的重量（g）；N0——試件處理后的重量（g）。以3個(gè)試件的算術(shù)平均值作為吸水率。4.2試驗(yàn)結(jié)果分析與討論本試驗(yàn)結(jié)果均在相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格中列出，以供試驗(yàn)時(shí)間各種性能之間的對(duì)比，為了方便去分和辨別各試件的不同，均用代號(hào)表示不同處理的試件：Hi-i表示雜化液雜化比例（％）的混凝土試件。4.2.1混凝土吸水率表4-1水灰比0.4的混凝土72小時(shí)吸水量g/㎡時(shí)間試件2h4h6h8h10h12h14h24h28h32h36h48h72hH0220250320370420500570620680730740780800H390150140180200240250270290300340370410H550130130160180220260220240270300320340H1050110130140180210220230260280280300320表4-2水灰比0.5的混凝土72小時(shí)吸水量g/㎡時(shí)間試件2h4h6h8h10h12h14h24h28h32h36h48h72hH0240300340390450520580640690730740780820H390190200220240260280330370350360400440H570140150180210250270280310330310330350H1060120150160200240260290300330310320320混凝土的防水效果主要取決于混凝土本身的性質(zhì)，包括混凝土的水灰比大小、內(nèi)部濕度和本身離子含量等。其中混凝土的水灰比不同，其凝結(jié)后的密實(shí)程度不同。即水灰比決定了混凝土內(nèi)部的孔隙率的大小，水灰比是評(píng)價(jià)混凝土性質(zhì)最重要的指標(biāo)之一，水灰比的大小對(duì)防水涂料的防水效果有重要的影響。根據(jù)表4-1和表4-2中的數(shù)據(jù)繪制出不同水灰比的混凝土的混凝土試件吸水率與雜化液濃度的關(guān)系曲線(xiàn)，如圖4-1，圖4-2。從表格可以看出未做防護(hù)處理的混凝土試件的吸水量隨著混凝土水灰比的增大而增大。因?yàn)殡S著水灰比的增大水的含量增多，水化后產(chǎn)生的孔隙增多，毛細(xì)吸水效應(yīng)增大。從圖4-1與圖4-2可以看出未經(jīng)雜化液處理的混凝土的吸水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于經(jīng)雜化液處理的混凝土試件的吸水量。且隨著雜化液的雜化比例的增大混凝土的吸水量也在降低。圖4-1水灰比0.4混凝土的吸水量圖4-2水灰比0.5混凝土的吸水量表面處理用的雜化液雜化比例為3%時(shí)，與未處理的混凝土試件的吸水量相比，遠(yuǎn)小于未處理的混凝土試件。但是當(dāng)雜化比例提高時(shí)，經(jīng)處理的混凝土的吸水率雖然也在一直降低，但是降低的幅度不是很大。涂刷雜化液的雜化比例相同水灰比不同的混凝土試件的吸水量也隨著水灰比的增加而減小，但是同種雜化比例的情況下，水灰比0.4和水灰比0.5的混凝土的吸水量的相差不大。這說(shuō)明了，經(jīng)過(guò)雜化液處理的混凝土雖然水灰比不同，但是防水效果依然良好。4.2.2水泥砂漿吸水率表4-3水泥砂漿48小時(shí)吸水率試件編號(hào)摻量原重g48h吸水g吸水量g吸水率%H32%513.157521.4551.329.95.735%504.8533.528.75.67518.055H52%511.3537.025.75.03516.7542.525.84.995%520.9546.825.94.98518.7544.025.34.88H102%529.9555.425.54.81513.8537.824.04.675%523.4546.723.34.45525.6548.522.94.36H0空白526.8562.635.86.80根據(jù)表4-3的數(shù)據(jù)繪制出不同內(nèi)摻處理的水泥砂漿試件的吸水率的曲線(xiàn)關(guān)系，如圖2-6所示。圖4-2水泥砂漿48h的吸水率根據(jù)表4-3的數(shù)據(jù)及其關(guān)系曲線(xiàn)圖，可以看出，內(nèi)摻硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液的水泥砂漿的吸水率很明顯要低于空白的水泥砂漿試件。在內(nèi)摻量為2％的時(shí)候，水泥砂漿的吸水率隨著內(nèi)摻的溶膠-辛基三乙氧基雜化液的雜化比例的提高，水泥砂漿的減水效果也明顯增強(qiáng)，在雜化比例提高到5％之前，吸水率的降低幅度很大，當(dāng)雜化比例再增加時(shí)，吸水率降低的幅度比先前要小。溶膠-辛基三乙氧基雜化液雜化比例為10％，砂漿試件的吸水率為4.67％，比沒(méi)有內(nèi)摻的空白試件的吸水率降低了近31.3％.當(dāng)內(nèi)摻量為5％時(shí)，水泥砂漿的吸水率隨著內(nèi)摻的溶膠-辛基三乙氧基雜化液的雜化比例的提高，水泥砂漿的減水效果也明顯增強(qiáng)，和內(nèi)摻量為2％的時(shí)候一樣，在雜化比例提高到5％之前，吸水率的降低幅度很大，當(dāng)雜化比例再增加時(shí)，吸水率降低的幅度比先前要小。當(dāng)溶膠-辛基三乙氧基雜化液雜化比例為10％時(shí)，砂漿試件的吸水率為4.36％，比沒(méi)有內(nèi)摻的空白試件的吸水率降低了近35.9％.在溶膠-辛基三乙氧基雜化液雜化的雜化比例相同時(shí)，內(nèi)摻量為2％的水泥砂漿試件的吸水率要大于內(nèi)摻量為5％的水泥砂漿試件的吸水率。在雜化液雜化比例為5％之前，內(nèi)摻量為5％的水泥砂漿試件的吸水率降低的幅度大于內(nèi)摻量為2％的水泥砂漿試件的吸水率降低幅度。隨著雜化液雜化比例的增加，超過(guò)5％后，內(nèi)摻量為5％和內(nèi)摻量為2％的水泥砂漿試件的吸水率降低幅度都大幅度減小，逐漸趨于平緩。砂漿的防水功能相當(dāng)重要．水不僅能引起混凝土的霜凍破壞，而溶解于水中的物質(zhì)，特別是氯化物，破壞作用更強(qiáng)。同時(shí)混凝土中的鈣離子，鎂離子和鋁離子等可溶性鹽易發(fā)生水溶性遷移，從而造成建筑物表面風(fēng)化，形成鹽霜，影響了建筑物的視覺(jué)美觀。吸水率是砂漿防水功能的一個(gè)重要參數(shù)，吸水率越低它的防水性能越好。從表4-3我們可以看出，未摻雜化液的水泥砂漿的48小時(shí)吸水率很明顯大于內(nèi)摻雜化液處理的水泥砂漿的吸水率，所以摻加雜化液的水泥砂漿具有防水功能。當(dāng)摻加的雜化液濃度3%往10%提高時(shí)，水泥砂漿的吸水率也逐漸降低。而當(dāng)雜化液濃度相同時(shí)，隨著雜化液的摻量從2%往5%提升時(shí)，水泥砂漿的吸水率也明顯降低。4.3本章小結(jié)本章吸水試驗(yàn)研究了內(nèi)摻不同量與不同雜化比例的硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液對(duì)水泥砂漿吸水率的影響和外涂不同雜化比例硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液對(duì)混凝土試件吸水率的影響。主要得出了以下結(jié)論：（1）經(jīng)硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液表里面處理的混凝土試件的吸水率低于未經(jīng)處理的空白混凝土試件，且隨著水灰比的增加，未經(jīng)處理的混凝土試件的吸水率增幅遠(yuǎn)大于經(jīng)過(guò)硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液表面處理的混泥土試件的吸水率。（2）混凝土經(jīng)過(guò)三種不同雜化比例硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液表面處理后，吸水率都大大降低，隨著表面處理使用的雜化液的雜化比例增加，混凝土的吸水率也在逐漸降低。（3）表面處理并不能完全阻止水分的吸收。（4）雜化液內(nèi)摻能降低砂漿吸水率，且隨著摻量提高吸水率逐漸降低。（5）內(nèi)摻處理的雜化液雜化比例越高，砂漿的吸水率越低。第五章表面處理對(duì)混凝土抗氯離子侵蝕的影響5.1試驗(yàn)方法5.1.1RCM法氯離子滲透試驗(yàn)RCM法是基于試件內(nèi)部氯離子非穩(wěn)態(tài)電遷移的一種試驗(yàn)方法,通過(guò)試驗(yàn)期間測(cè)得的氯離子滲透深度來(lái)計(jì)算氯離子的擴(kuò)散性。RCM法試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖5-2。圖5-1RCM測(cè)定儀氯離子擴(kuò)散系數(shù)：（5-1）式中：DRCM,0——RCM法測(cè)定的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)，m2/s；T——陽(yáng)極電解液初始和最終溫度的平均值，K；h——試件高度，m；xd——氯離子擴(kuò)散深度，m；t——通電試驗(yàn)時(shí)間，s；輔助變量，=3.33810-3Th該方法采用直徑<=(100±1)mm,高度h=(50±2)mm的圓柱體試件。把試件周?chē)檬灻芊?，剩下的上下兩個(gè)底面則用不同雜化比例的硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液涂刷處理。然后將其裝入橡膠筒內(nèi),置于筒的底部,于試件齊高的橡膠筒體外側(cè)處,安裝兩個(gè)環(huán)箍(每個(gè)箍高25mm)并擰緊,使試件的側(cè)面處于密封狀態(tài)。橡膠筒內(nèi)注入約300mL的NaOH溶液,使陽(yáng)極板和試件表面均浸沒(méi)于溶液中。然后把密封好的試件放置在浸沒(méi)在氯源溶液(含有5%NaCl的NaOH溶液)中的塑料支撐上,支撐設(shè)計(jì)成傾斜的,以便排出試驗(yàn)期間陽(yáng)極板上可能產(chǎn)生的小氣泡。試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)室溫度控制在(20±5)℃,在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下,給試件兩端加上(30±0.2)V的直流電壓,并同步測(cè)定初始串聯(lián)電流和電解液初始溫度。試驗(yàn)時(shí)間按測(cè)定的初始電流確定。試驗(yàn)結(jié)束時(shí),先關(guān)閉電源,測(cè)定陽(yáng)極電解液最終溫度。將試件從橡膠筒移出,立即在壓力試驗(yàn)機(jī)上劈成兩半。在劈開(kāi)的試件表面噴涂顯色指示劑,混凝土表面一般變黃(實(shí)際顏色與混凝土顏色相關(guān)),其中含氯離子部分明顯較亮;表面稍干后噴0.11mol/LAgNO3溶液;然后將試件置于采光良好的試驗(yàn)室中,含氯離子部分不久即變成紫羅蘭色(顏色可隨混凝土摻合料的不同略有變化),不含氯離子部分一般顯灰色。若直接在劈開(kāi)的試件表面噴涂0.11mol/LAgNO3溶液,則可在約15min后觀察到白色硝酸銀沉淀。測(cè)量顯色分界線(xiàn)離底面的距離,取平均值作為顯色深度。采用硝酸銀顯色法測(cè)量氯離子滲透深度。已經(jīng)有許多學(xué)者采用此法研究氯離子在混凝土中的傳輸機(jī)理。Otsuki等用也測(cè)量氯離子的滲透深度，并且測(cè)定了變色邊界處氯離子的濃度。發(fā)現(xiàn)雖然水泥凈漿，砂漿和混凝土變色邊界處的總氯離子含量不一樣，但相應(yīng)的水溶性氯離子含量卻保持一恒定值，約占水泥質(zhì)量的0.15％。另外Collepard研究了在混凝土正摻入不同量的氯離子，分別在不同齡期的混凝土表面噴灑硝酸銀溶液對(duì)硝酸銀顯色法進(jìn)行研究。其飾演結(jié)果表明，顯色法可以檢測(cè)出占水泥質(zhì)量0.01％的氯離子。Baroghel-Bouny等的研究結(jié)果表明，變色邊界處的水溶性氯離子含量為混凝土質(zhì)量的0.01%~0.06%，總氯離子含量為混凝土質(zhì)量的0.03~0.1%，大約為水泥質(zhì)量的0.3%~0.7%。Okstuki等采用X射線(xiàn)熒光法測(cè)量總氯離子含量；而B(niǎo)aroghel-Bouny等人則采用了多種方法來(lái)提高測(cè)量變色邊界處氯離子的濃度的精確度，其結(jié)果具有較高的可靠性。因此，可將該方法作為評(píng)價(jià)混凝土抗氯離子侵蝕性能的簡(jiǎn)易方法?；炷林新入x子滲透深度測(cè)試步驟：(1)將已經(jīng)滲透的混凝土試件用壓力機(jī)劈開(kāi)，選擇其中一半已劈裂的試件，等待該劈裂面略微干燥后則往該劈裂面噴涂0.1mol/L的AgNO3溶液；(2)有混凝土上表面向深層觀察，靠近表面乳白色部分是Cl-滲透部分；(3)在實(shí)踐劈裂面上用游標(biāo)卡尺測(cè)量氯離子滲透深度，等距離測(cè)量10個(gè)點(diǎn)的滲透深度，并計(jì)算其算術(shù)平均值作為該事件的氯離子滲透深度，取3個(gè)試件的平均值為該組試件的氯離子滲透深度值。5.2試驗(yàn)結(jié)果分析與討論5.2.1表面處理對(duì)混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響表5-1實(shí)測(cè)氯離子滲透深度試件編號(hào)各測(cè)點(diǎn)顯色深度或滲透深度（mm）12345678平均值H317.116.618.017.317.817.25H515.716.813.314.915.615.76H1015.413.414.415.817.113.47H021.220.821.922.62524.121.321.922.35表5-2試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)及氯離子擴(kuò)散系數(shù)組編號(hào)組一試件編號(hào)（通道號(hào)）H3H5H10H030V電壓初始電流（mA）21.426.122.423.230V電壓初始組電流（mA）22.4試驗(yàn)電壓（V）40.0試件厚度（mm）50505050試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間（h）24242424試驗(yàn)電流平均值（mA）29.035.330.328.9陽(yáng)極溶液平均溫度（℃）19.819.819.820.8平均滲透深度（mm）17.2515.7614.9725.35DRCM（×10-12m2/s）9.5218.9818.76611.191由上表可知，硅溶膠-辛基三乙氧基作為外涂防水劑使用時(shí)可以有效的降低混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)。其中，當(dāng)雜化液雜化比例為3%時(shí)，氯離子擴(kuò)散系數(shù)降低了15.30%，雜化比例為5%時(shí)降低了19.72%，雜化比例為10%時(shí)降低了21.16%。隨著雜化液的雜化比例的提高，氯離子擴(kuò)散系數(shù)一直降低，但是當(dāng)雜化液的雜化比例提高到5%后，擴(kuò)散系數(shù)的降低幅度逐漸減小。5.3本章小結(jié)本章吸水試驗(yàn)研究了不同雜化比例的硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液對(duì)混凝土抗氯離子侵蝕的影響和及RCM試驗(yàn)下的氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響。主要得出了以下結(jié)論:表面處理過(guò)的混凝土試件的抗氯離子侵蝕效果非常明顯；隨著雜化液雜化比例的提高，混凝土抗氯離子能力逐漸增大；氯離子擴(kuò)散系數(shù)隨著雜化比例的提高而減小，最低能降低21.16%；第六章結(jié)論本文以硅溶膠-辛基三乙氧基雜化液為處理劑，分別通過(guò)對(duì)水泥基材料的內(nèi)摻和表面處理作用，研究了不同的雜化比例和內(nèi)摻量對(duì)水泥基材料的基本性能、吸水量和抗氯離子侵蝕的影響，得出以下結(jié)論：1.雜化液內(nèi)摻量的不同對(duì)水泥凈漿與砂漿的強(qiáng)度影響，前期會(huì)延緩水泥水化使強(qiáng)度降低。在雜化液內(nèi)摻量為2%時(shí)隨著雜化比例的提高試件的強(qiáng)度都會(huì)提高大約8%，雜化液內(nèi)摻量為5%時(shí)隨著雜化比例的提高全部試件的強(qiáng)度都會(huì)降低大約10%。2.用雜化液表面處理的混凝土，雜化液雜化比例不同會(huì)對(duì)試件吸水量有影響。隨著雜化液雜化比例的提高，混凝土試件的吸水量逐漸降低，且降低幅度逐漸趨于平緩，最終吸水量比空白試件吸水量降低一倍以上，水灰比越高的混凝土試件的吸水量就會(huì)提高，但是相同處理過(guò)的不同水灰比試件的吸水量差別不大。所以結(jié)果表明在一定雜化比例內(nèi)，表面處理能有效減少水量吸收。3.內(nèi)摻雜化液的水泥砂漿，雜化液的摻量與雜化比例會(huì)對(duì)其吸水率有影響。隨著雜化比例的提高，砂漿的吸水率都在降低，當(dāng)雜化比例大于5%時(shí)，吸水率降低幅度減??；雜化液內(nèi)摻量增大的砂漿的吸水率降低，但是降低的幅度很小，吸水率最低可降低大約35.9%。4.雜化液表面處理過(guò)的混凝土抗氯離子侵蝕效果與空白試件相比效果非常明顯，隨著雜化液雜化比例的提高混凝土試件抗氯離子能力提高，處理過(guò)的混凝土的抗氯離子能力差別不是很大。隨著雜化液雜化比例的提高氯離子擴(kuò)散系數(shù)最終能降低21.16%。第七章外文文獻(xiàn)翻譯7.1英文原文Waterrepellentsurfaceimpregnationforextensionofservicelifeofreinforcedconcretestructuresinmarineenvironments:TheroleofcracksJian-GuoDacia,*,Y.Akirab,F.H.Wittmannc,H.Yokotab,PengZhangcaDepartmentofCivilandStructuralEngineering,TheHongKongPolytechnicUniversity,HungHom,HongKong,ChinaLifeCycleManagementResearchCenter,PortandAirportResearchInstitute,3-1-1,Nagase,Yokosuka239-0826,JapancCenterforDurabilityStudies,QingdaoTechnologicalUniversity,11FushunRoad,Qingdao266033,ChinaarticleinfoArticlehistory:Received23March2009Receivedinrevisedform31October2009Accepted3November2009Availableonline10November2009Keywords:ConcreteSurfaceimpregnationCrackChloridepenetrationMarineenvironmentLong-termeffectivenessAbstractTheenhancementoflong-termdurabilityofmarinestructuresisamatterofinteresttomanyresearchers.Thestudypresentedinthispaperexaminestheeffectivenessofawaterreducerandchloridebarriersurfaceimpregnationoftheconcretecoverofreinforcedconcrete(RC)structures,exposedtoamarineenvironment.Speci?cfocusesisonhowsurfacecrackscreated(1)beforeimpregnationand(2)afterimpregnation,affecttheeffectivenessofthesurfacetreatment.Theexperimentsareconductedinanenvironmentwhichisascloseaspossibletotherealhumidsubtropicalmarineenvironment.Aseriesofreinforcedconcrete(RC)prismsandconcretecylinders,eachtreatedwithvariouscommercialsurfaceimpregnationagents,wereexposedtocyclicseawatershowerunderanoutdoorenvironmenttoacceleratethedry/wetcyclesfor1year.Sixtypesofsurfaceimpregnationagents,includingfourtypesofsilane-basedwaterrepellentagentsandtwotypesofsodiumsilicate-basedporeblockers(water–glass)wereapplied.ThreetypesofRCprismswerepreparedtosimulatethedifferentcrackingpossibilities,whichmayoccurinsurfaceimpregnatedconcretestructures,duringtheirservicelife.Nocrackswereintroducedinthe?rstprismgroup,whilecrackswereintroducedbeforeandaftersurfaceimpregnation,inthesecondandthirdgroups,respectively.Thetime-dependentwaterabsorptionofallspecimenswasmonitoredduringexposuretothedry/wetcycles.Finallythespecimensweresplitopentomeasurethepenetrationdepthsofthesurfaceimpregnationagentsandthechloridepenetrationpro?les.TheareaswithcorrosionevidentinthesteelreinforcementintheRCprismswerealsomeasured.Sodiumsilicate-basedporeblockerswerefoundtobeinef?cientinpreventingchloridepenetrationofconcreteundersimulatedmarineexposures.Thelong-termefficiencyofwaterrepellentagentsusedforsurfaceimpregnationwasfoundtobehighlydependentonthetypeofagentandwhetherimpregnationwascarriedoutbeforeoraftercrackformation.IntroductionChloride-inducedcorrosionofsteelreinforcementisamajorconcernregardingthedurabilityofreinforcedconcrete(RC)structuresexposedtomarineenvironments.Inpractice,thetimetakenforsteelcorrosiontooccurimagineRCstructuresisshort,incomparisonwiththeirdesignedservicelife.Thus,thereisoftenaneedforsupplementarymeasurestoprotectsuchconcreteor/andsteelreinforcementinsuchanaggressiveenvironment.Surfacetreatmentiscommonlyusedtoimprovetheresistanceofsuchconcretecoveragainstthepenetrationofaggressivesubstances,bothinnewstructuresandexistingstructures,whenevertheneedforfurtherprotectionbecomesobvious.Forinstance,thesurfaceofrepairedstructuresissometimestreatedinordertoextendtheservicelifeofrepairmeasures[1,2].Ingeneral,protectivesurfacetreatmentcanbeclassi?edintothreecategories:(a)surfacecoating,wherebyinmostcasesathinorthickpolymer?lmisapplied,(b)sealing,wherebythesurfaceneartheporesisblocked,and(c)surfaceimpregnation,wherebythesurfacenearzoneisimpregnatedwithawaterrepellentagent,leavingtheporesopen.Recentlytherehasbeenanincreasingacceptanceofsurfaceimpregnationmaterialsforbuildingsandhighwaybridges.Theprotectivesurfacetreatmentwinsfavorinthatitdoesnotinterruptconstructionwork,andishencecost-effective[3,4].Inrecentyears,twotypesofsurfacetreatmentsarefrequentlyusedintheconstructionindustry.Oneisasilane-basedwaterrepellentagent