纳米改性涂层表面处理混凝土在硫酸侵蚀下的性能研究

摘要整理

混凝土表层保护对于维持混凝土结构的使用性和耐久性至关重要。硫酸化学侵蚀是一种严重的环境作用，常导致建筑基础、地下室墙体、酸雨影响区域、工业设施和污水处理厂等混凝土构件的显著损伤。本研究评估了纳米改性复合材料作为表面涂层在严苛化学环境下对混凝土的保护性能。将纳米碳酸钙和纳米黏土颗粒按不同掺量（0%、2.5%、5%质量比）分散于两种基体涂料中：乙烯基酯（膜形成聚合物）和硅烷（疏水剂）。另外，还采用无定形胶体二氧化硅（SiO₂>50%）作为混凝土表面处理材料。将涂层应用于水胶比（w/b）分别为0.40（代表良好质量/低渗透性混凝土，用于防止劣化）和0.60（代表劣化/高渗透性混凝土，需要修复）的混凝土试件。测定了涂层混凝土试件的润湿性和初始传输特性。在两种侵蚀条件下评估了表面处理混凝土的耐久性：(1)完全浸没于5%（体积比）硫酸溶液；(2)5%硫酸溶液结合干湿循环。在两种侵蚀过程中，通过目视检查观察混凝土试件的劣化情况，并用质量变化进行定量评估。采用微观结构、矿物学和热分析方法研究了损伤机制和涂层性能。研究结果表明，乙烯基酯及其纳米复合材料涂层相比硅烷及其纳米复合材料涂层，混凝土耐久性平均提高约64%，推荐用于现场应用。

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