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1、分类号:U41410710-2015231019专业硕士学位论文彩色混凝土的制备及性能研究杨林导师姓名职称陈华鑫教授专业学位类别申请学位类别硕士材料工程及领域名称论文提交日期2018年5月1日论文答辩日期2018年5月26日学位授予单位长安大学PreparationandCharacterizationofColouredConcreteAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangLinSupervisor：Prof.ChenHuaxinChang’an
2、University,Xi’an,China摘要彩色混凝土凭其优异的装饰效果，有效地解决了普通混凝土颜色单一、色彩灰冷的缺陷，为道路、城市建筑的美化开辟了一条新的途径。然而，颜料的掺加不但会增加材料成本，还会影响混凝土的性能，制约了彩色混凝土的广泛应用。因此，深入研究颜料对混凝土性能的影响、探寻降低混凝土染色成本的方法，具有十分重要的现实意义。本文将不同颜料掺入普通混凝土中制备彩色混凝土，通过色差仪评价颜料类型（黄、橙、红、绿、蓝）与掺量（5%、10%、15%、20%、25%）对混凝土染色效果的影响，得出基于
3、混凝土染色效果的最佳颜料掺量，通过坍落度与抗压抗折强度测试，研究颜料类型与掺量对混凝土工作性能和力学特性的影响；采用浸水试验、CO2侵蚀试验和自然侵蚀试验探究彩色混凝土的颜色耐久性；借助水化热试验和XRD、SEM微观测试手段分析黄色、绿色颜料对混凝土力学特性的影响机理；为了降低彩色混凝土的染色成本，提出采用包覆成型工艺制备包覆型彩色混凝土，并对其界面粘结性能和力学特性进行研究，最后以包覆成型工艺制备彩色路缘石为例，分析包覆成型工艺的经济效益。彩色混凝土色差分析表明，当红色颜料掺量为15%，其余四种颜料掺量为2
4、0%时，混凝土的颜色达到饱和，以此确定红色颜料的最佳掺量为15%，其余四种颜料的最佳掺量为20%。颜料对混凝土强度影响测试结果表明，黄色和橙色颜料因吸水而降低了混凝土的有效水灰比，使其抗压抗折强度增加；蓝色和绿色颜料成分中的表面活性剂在混凝土拌和过程中将空气引入混凝土内部而使混凝土密实度下降，导致其抗压抗折强度降低。颜色耐久性测试结果表明，黄色和橙色混凝土的内部结构较蓝色和绿色混凝土更为密实，因此在CO2和自然侵蚀条件下，黄色和橙色混凝土的颜色耐久性优于蓝色和绿色混凝土。通过水化热试验和XRD试验分析了颜料对
5、水泥水化机理的影响，其中黄色颜料为水化产物的形成提供成核位点，起到晶核作用，促进了C3S的水化，加快了水化放热速率，加深了水化程度；而绿色颜料由于其结构中的有机成分包裹水泥颗粒而阻碍了水泥水化，使水化放热速率减慢，水化产物生成量减少；SEM测试结果表明，黄色混凝土的密实性优于绿色混凝土，因此也验证了水化热和XRD的试验结果。包覆成型工艺制备包覆型彩色混凝土时，采用厚度较大的彩色混凝土为外部包覆层，其粘结性能和力学特性较好，包覆成型工艺制备彩色路缘石能较大幅度地减少染色成本，具有良好的经济效益。i关键词：彩色混
6、凝土，颜料，性能评价，机理分析，包覆成型工艺iiAbstractWithitsexcellentdecorativeeffect,coloredconcretehaseffectivelysolvedthedefectsofsinglecolorandcoldcolorofordinaryconcrete,whichhasopenedupanewwayforthelandscapingofroadsandurbanbuildings.However,theadditionofpigmentswillnoton
7、lyincreasethecostofmaterials,butalsoaffecttheperformanceofconcreteandrestrictsthewideapplicationofcoloredconcrete.Therefore,itisofgreatpracticalsignificancetostudytheinfluenceofpigmentsonthepropertiesofconcreteandexplorewaystoreducethecostofconcretedyeing.I
8、nthispaper,thecoloredconcretewaspreparedbyaddingdifferentpigmentsintotheordinaryconcrete,andthetype(yellow,orange,red,greenandblue)andcontent(5%,10%,15%,20%,25%)ofpigmentsonthedyeingeffectofconcretewer
