袁治城

摘    要 :在如今的社会当中，各种工程建设领域当中都会使用到很多混凝土。由于混凝土具有强度高、方便制备、价格低等优点，在工程建筑中得到非常广泛的应用，在生活中随处可见。在一些道路和桥梁上，我们能够经常看到混凝土的身影，但现在全球气候变暖的空气污染严重，混凝土在室外经过长期风吹日晒后，许多腐蚀性物质会侵入混凝土当中，造成混凝土开裂、剥落和分层。严重时会造成路桥的坍塌和损坏，给养护和交通带来很大的麻烦。为此，本论文介绍了一种超疏水混凝土，通过“二元协同作用”来提高混凝土的超疏水性能和耐磨性能等各方面性能，使其在实际工程中得到应用。 本文通过一种操作方便，工艺流程简单的制作方式制备出一种新型的超疏水混凝土，并对其基本性能进行研究分析，然后将对超疏水混凝土内部和表面研究其对混凝土超疏水性能和耐磨性能等的影响。主要研究内容和结果如下： 

（1）进行超疏水混凝土制备时，在对水泥和细砂拌和时加入超疏水纳米材料，使混凝土表面和内部孔隙充满了低表面能物质，进行浇筑混凝土时，在混凝土表面放置铜网和冲孔板组合结构，使得混凝土表面产生双层复合粗糙结构，从而得到超疏水混凝土。试验结果表示，超疏水混凝土表面能够达到超疏水性，混凝土表面的接触角为 156°±1.7°，滚动角为 5°±1.5°。因为超疏水混凝土需要表面有一定的耐磨性和强度，所以在混凝土的浇筑时加入铜网和冲孔板组合的双层复合结构，混凝土表面形成双层微棱柱结构，使得超疏水混凝土表面的多尺度粗糙结构强度和耐磨性提高。通过对比试验数据表明，从设计的试验方案中得到 60 目的铜网和 1.00mm的冲孔板组合形式的混凝土在超疏水性能和耐磨性能等方面最佳。 

（2）在超疏水混凝土的基本性能的研究中，超疏水混凝土具有优秀的自清洁性能、润湿性和耐紫外线性能等。超疏水混凝土在不同的超低温环境中冷冻 6h 以后，测得其表面接触角均能够大于 150°；超疏水混凝土可在 1000 目砂纸上面磨损超过 800cm，当超过 700cm 时，超疏水混凝土的超疏水性发生变化，其表面的接触角下降到 140.6°；超疏水混凝土在酸类物质和中性物质溶液环境中浸泡 6h 后仍能够依然保持稳定；在超疏水混凝土长期浸泡水后，超疏水混凝土的吸水率及其吸水速度两者明显低于普通混凝土，表明超疏水混凝土具有较好的疏水性能；在电解加速腐蚀试验中分别电解 5min 和 30min 后超疏水混凝土仍然能够保持混凝土内部钢筋不被锈蚀；户外试验表明超疏水混凝土在经过 90d 的户外试验后仍然能够保持有一定的疏水性，并且有一定的自清洁能力。  

（3）超疏水混凝土的抗凝冰性能试验表明，超疏水纳米材料能使得混凝土表面结冰时间变得比之前增长，而且能使得混凝土表面结冰量比之前减少。普通混凝土的结冰速度比超疏水混凝土表面结冰速度快；把混凝土表面倾斜 30°左右时，普通混凝土表面的结冰量在 4h 内随时间增加而增加，而超疏水混凝土表面在低温环境下能够保持 4h 无任何的结冰量的增加，说明超疏水混凝土具有较好的抗凝冰性能。超疏水混凝土力学实验表示，在混凝土抗压和抗折试验当中，超疏水混凝土的3 天抗压和抗折强度和 7 天抗压和抗折强度均低于普通混凝土。