水泥基材料抗渗性改善的探讨开题报告

全文总字数：5464字

1. 研究目的与意义（文献综述）

自1824年波特兰水泥问世以来，水泥基材料凭借着其自身原料来源广泛、成本较低、结构易控、质量稳定及施工效率高等优点，成为世界上用量最大、应用范围最广的建筑材料。但混凝土本质上仍是一种多相非均匀的多孔材料，在应用中存在有众多的孔隙与细小裂纹，当周围介质存在有压力差（亦或浓度差、温度差、电位差）时，就会服从流体力学的介质迁移，即渗透。对于大部分应用中的水泥基材料而言，其内部的水分是不饱和的，当其表面接触水时，水分会由毛细作用吸附到水泥基材料的表面，并通过其孔隙或裂纹渗透到材料的内部结构中。在这个过程中，也会有有害物质（如氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子等）以水为介质迁移到水泥基材料的内部，不仅会造成对水泥基体内部结构的破坏，还会破坏在碱性条件下生成并稳定存在的钢筋钝化膜，造成钢筋的锈蚀，最终导致水泥基材料结构受钢筋锈蚀产生的膨胀应力而破坏。而水泥基材料结构的破坏又会进一步促使带有有害物质的水分渗透到内部，形成反复的恶性循环。这一过程将对水泥基材料的耐久性产生严重的影响。而在实际工程特别是桥梁、隧道等长期与水接触的特殊工程中，这一渗透过程对水泥基材料耐久性能的破坏，将会加快工程结构的老化劣化，降低结构的承载能力，极大地缩短了工程的服役寿命，甚至会造成严重的安全事故，因此，增强水泥基材料的抗渗性能是提高其耐久性能的重要基础，是提高混凝土构筑物结构的耐久性和可靠性的重要手段。

一直以来人们都在运用各种方式来提升水泥基材料的抗渗性，并不断地对已有技术进行优化与完善，将新的技术或发现结合进去，得到更好的处理方案。而所有改善水泥基材料抗渗性的方案机制都在于减少其对水的渗透能力，包括调整骨料的级配、配方中掺入外加剂、涂覆防水涂层和使用自修复技术等。

结构自抗渗混凝土是以提高水泥基材料的密实度作为基础来提高抗渗性，即阻塞、填充或切断毛细孔缝来减小基体的孔隙率。德国最早提出了通过集料连续集配技术来获得致密的基体，但它对石子的级配要求严格，不仅增加成本，还提高了施工难度，难以推广。上世纪六十年代，冶建总院提出了富砂浆混凝土技术，认为水泥基材料的抗渗能力主要取决于包裹骨料的砂浆质量，但这一技术对砂浆要求高、用量大，使得施工难度较大、成本较高，且会导致抗压强度的下降，并且并未从本质上提高基体的抗裂能力，因此应用较少。上世纪上半叶出现了利用外加剂如减水剂、抗渗剂配制的抗渗混凝土，其机理为外加剂与水泥内部的cao、sio₂等物质反应生成不溶性胶体化合物，阻塞了水泥基材料中的孔隙及裂纹，提高基体的密实性，从而改善了抗渗性能，但这类抗渗剂的加入也增大了混凝土中钢筋结构被腐蚀和膨胀破坏的危险性，实际上仍然对其耐久性造成了不好的影响。以上三种方法都未能解决混凝土收缩开裂的问题，因此人们选择在混凝土中加入膨胀剂（明矾石型、石灰型等），以其膨胀产生的预压应力抵消收缩时的拉应力，避免裂纹产生的同时也提高了基体的密实度，改善了抗渗性能，使用方便、价格低廉是其优点。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1.文献调研，整理国内外关于提升水泥基材料抗渗性能的方式方法及其作用，进行文献综述。

2.根据各类提升水泥基材料抗渗性方案的作用原理，分析其不同添加组分的作用。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确调研内容，了解研究分析所需的材料、仪器和设备。确定调研与分析方法，并完成开题报告；

第4－12周：按照方法，完成整理分析的工作；

第12－14周：总结资料数据，调整完善优化分析结果，完成并修改毕业论文，准备答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]鲁宗平,李海斌.水泥基渗透结晶型防水材料的正交优化及抗渗性能研究[j].安徽建筑大学学报,2019,27(01):46-49 89.

[2]张安林,李紫薇.浅谈水泥基渗透结晶型防水添加剂对混凝土性能的影响[j].四川建材,2019,45(02):12-13 16.

[3]x.f. wang,c. fang,d.w. li,n.x. han,f. xing. a self-healing cementitious composite with mineral admixtures and built-in carbonate[j]. cement and concrete composites,2018.