络合型自修复水泥基材料微结构与水分传输研究开题报告

全文总字数：3264字

1. 研究目的与意义（文献综述）

混凝土作为一种典型的多相、多组分的非均质复合材料，在水化硬化及服役过程中，不可避免地与周围环境发生作用，同时受到应力荷载等因素的影响，内部会产生损伤及裂缝，并进一步扩展、连通，成为水分及有害物质传输的通道。当混凝土服役于海洋环境中时，大量的有害物质，如氯化物、硫酸盐和碳酸盐会以水分为载体快速进入混凝土基体内，这些有害物质不仅会加速混凝土基体的劣化，还会导致钢筋腐蚀，最终缩短了混凝土结构的使用寿命。在这个过程中，水分是各种有害物质的传输载体，它在混凝土结构的劣化过程中起到了至关重要的作用，它是物理劣化过程的直接参与者，同时是化学劣化过程的间接参与者。

传统的提高混凝土耐久性的方法包括：（1）选择合适的水泥品种；（2）控制混凝土水灰比；（3）改变混凝土保护层及表面涂层；（4）添加钢筋阻锈剂；（5）采用阴极保护法等。这些方法在钢筋混凝土结构不出现损伤及开裂的前提下均能起到较好的防护效果。但是混凝土结构在硬化成型和服役过程中，常常会出现局部损伤和裂纹，一旦出现这种情况而没有得到及时修补，混凝土结构的劣化速率将加快，特别是当服役环境中带有大量有害物质时，混凝土基体劣化及钢筋锈蚀速度更将大幅度增加。

为了提高混凝土的自愈合能力，近年来，混凝土自修复技术作为一种新的研究思路，引起了世界各地研究工作者的广泛关注。目前，混凝土自修复技术主要包括微胶囊自修复技术、微生物自修复技术、形状记忆合金自修复技术及渗透结晶自修复技术等。然而，微胶囊自愈合技术的修复仅一次性有效，胶囊破裂后就已失效，对基体的再次开裂无能为力；微生物自愈合技术距离大规模应用仍有一段距离；形状记忆合金的价格是普通钢材的几百倍，价格昂贵导致其难以实现广泛应用。综合比较现有的自修复方法，渗透结晶自修复技术效果较好，克服了其他自修复技术存在的不足，且目前已有工程应用。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

（1）络合剂掺量对砂浆微结构与水分传输性能的影响

测试不同络合剂掺量砂浆试件的微结构与吸水性能，探明络合剂掺量对砂浆微结构与水分传输性能的影响规律。

3. 研究计划与安排

第1－5周：查阅相关文献资料，完成英文翻译，明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。第6－10周：研究络合剂掺量对砂浆微结构与水分传输性能的影响。第11-12周：研究偏高岭土对444自修复砂浆微结构与水分传输性能的影响； 第13-14周：研究饱和度对自修复砂浆水分传输性能的影响。

第15周：论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 查亚刚, 余剑英, 王瑞阳，何鹏. 新型功能外加剂改善水泥基材料性能研究[j]. 武汉理工大学校报（交通科技版）, 2018, 42: 136-139.

[2] 马红. 水分和氯离子在混凝土中传输的试验研究[d]. 青岛理工大学, 2018.

[3] mehtap k, monteiro p j m. concrete: microstructure, properties and materials (fourthedition) [m], new york: mcgraw-hill publishing, 2014．