基于光谱学分析的水泥基渗透结晶防水材料作用机理探讨

作     者：贺雄飞 黄伟 唐刚 张浩 HE Xiong-fei;HUANG Wei;TANG Gang;ZHANG Hao

作者机构：广东省隧道结构智能监控与维护企业重点实验室广东广州511458 中铁隧道勘察设计研究院有限公司广东广州511458 安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243032 

基　　金：国家自然科学基金项目(51403004) 中铁隧道局集团有限公司科技创新计划重大课题(隧研合2019-16)资助 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2021年第41卷第12期

页      码：3909-3914页

摘      要：以渗透结晶防水材料为研究对象,将渗透结晶防水材料掺入水泥基材料制备水泥基渗透结晶防水材料。基于X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)分析了渗透结晶防水材料的组分,在此基础上研究了渗透结晶防水材料对构件力学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射仪(XRD)对水泥基渗透结晶防水材料构件的微观形貌和物相组成进行分析,结合抗压强度回复率、抗渗压力等相关数据,阐明水泥基渗透结晶防水材料作用机理。研究表明,渗透结晶防水材料的主要成分为氧化钙、硅酸钠、二硅酸钠、碳酸钙、氢氧化钙、稠环芳烃类减水剂、乙二胺四乙酸盐。掺入渗透结晶防水材料的水泥基渗透结晶防水材料,其力学性能、抗渗性能、自愈合性能优越,即7,14和28 d的抗折强度分别为2.65,3.29和4.35 MPa,抗压强度分别为12.11,14.57和16.77 MPa;一次抗渗压力与二次抗渗压力分别为0.8和0.9 MPa;7,14,28和56 d的抗压回复率分别为80.91%,90.35%,100.44%和105.90%。水泥基渗透结晶防水材料的作用机理:渗透结晶防水材料中硅酸钠、二硅酸钠与水泥中的钙离子发生反应形成水化硅酸钙凝胶(C—S—H凝胶),有效修补裂缝;氧化钙、碳酸钙以及氢氧化钙作为钙离子补偿剂提供大量钙离子,在水环境下有效促使裂缝愈合;碳酸钙在水环境中缓慢溶解产生Ca^(2+),CO_(2)-3以及HCO-3,CO_(2)-3与HCO-3结合大量钙离子生成碳酸钙结晶,与C—S—H凝胶协同作用对水泥基材料的裂缝进行封堵。

主 题 词：光谱学分析 XRD XPS FTIR SEM 渗透结晶防水材料 机理 

学科分类：08[工学] 081304[081304] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0703[理学-化学类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 

核心收录：

D　O　I：10.3964/j.issn.1000-0593(2021)12-3909-06

馆 藏 号：203106437...