[硕士]高强聚合物改性水泥砂浆的性能与应用[2011]
硕士高强聚合物改性水泥砂浆的性能与应用2011,硕士,2011,高强,聚合物,改性,水泥砂浆,性能,应用
武汉理工大学硕十学位论文摘要聚合物改性水泥砂浆是一种重要的复合材料。本文以工业的应用基础为出发点,研究了聚合物乳胶粉和聚合物乳液对水泥砂浆施工性能、保水率、水灰比、抗压强度、抗折强度、粘结强度、耐久性等性能的影响,同时也探究了不同组分聚合物掺量对水泥砂浆的改性机理以及矿物掺合对砂浆性能的影响,并结合了在结构加固修补工程中的应用,对砂浆配比进行优化。首先研究了聚合物乳胶粉对水泥砂浆物理力学性能的影响。研究了改变聚合物乳胶粉、硅灰和高效减水剂掺量,对砂浆的影响规律,配制出符合工程需要的聚合物改性水泥砂浆。研究结果表明:聚合物乳胶粉具有减水、保水、引气等功能,能够提高新拌砂浆内聚力和触变性能,显著改善砂浆的施工性能,由于聚合物的减水和成膜作用,当聚灰比大于特定掺量时能够提高砂浆抗折强度和粘结强度,但抗压强度随聚灰比增大而递减。其次研究了聚合物乳液对水泥砂浆施工性能和力学性能的影响规律。重点分析了两种聚合物乳液(丁苯乳液、丙乳乳液)在掺量变化下,对砂浆性能的改性规律和机理。分析结果表明,聚合物乳液对砂浆的抗折强度、粘结强度有明显提高,其中丁苯乳液对砂浆改性提高幅度较为理想。两种聚合物乳液改性水泥砂浆的抗压强度都有减弱的趋势。研究了在聚合物改性砂浆中掺入高效减水剂、硅灰等#l-力n 剂,对砂浆拌合性能和强度发展的改善规律;分析了养护制度对砂浆的力学性能和耐久性能的影响,并与普通砂浆进行对比研究;通过扫描电镜分析聚合物掺入到砂浆中对水泥水化的影响,探究了聚合物对砂浆的改性机理。最后结合高强聚合物改性水泥砂浆的特点,对施工工艺进行了研究,并结合工程的需要,将聚合物改性水泥砂浆在加固修补工程中得到成功应用。关键词:聚合物改性水泥砂浆,配制,性能,加固修补武汉理工人学硕十学位论文A b s t r a c tP o l y m e rm o d i f i e dc e m e n tm o r t a ri sav e r yi m p o r t a n tc o m p o s i t e s A saf u n d a m e n t a li n d u s t r i a la p p l i c a t i o nr e s e a r c h,o n c c o m p o n e n ta n db i c o m p o n e n te m u l s i o no nt h ew o r k a b i l i t y,a i rc o n t e n t,w a t e rt ob i n d e r,w a t e rr e t e n t i o n,c o m p r e s s i v es t r e n g t h,f l e x u r a ls t r e n g t ha n dt e n s i l eb o n d i n gs t r e n g t ho fm o r t a rw e r ei n v e s t i g a t e d A l s oe x p l o r e st h ed i f f e r e n tc o m p o n e n t so fc o n t e n to nt h em o d i f i c a t i o no fp o l y m e rm o d i f i e dc e m e n tm o r t a ra n do t h e rm i n e r a la d m i x t u r e so nm o r t a r T h ec o m p o n e n t sw e r eo p t i m i z e da c c o r d i n gt ot h ea p p l i c a t i o no fs t r e n g t h e n i n gs t r u c t u r e T h er e s u l t ss h o wt h a t:F i r s to fa l l,R e s e a r c h i n gt h ee f f e c to fm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fp o l y m e rl a t e xp o w e rm o d i f i e dc e m e n tm o r t a r P o l y m e re m u l s i o na n dr e-d i s p e r s i b l ee m u l s i o np o w d e r sC a nr e d u c ew a t e rc o n s u m p t i o na n dw a t e rr e t e n t i o na n di n c r e a s ea i rc o n t e n to ff r e s hm o r t a r,a sw e l la si n c r e a s i n gt h ec o h e s i o na n dt h i x o t r o p yo ff l e s hm o r t a ra l s oi n c r e a s e s,S Ow o r k a b i l i t yo ff r e s hm o r t a r sw e r eo b s e r b a b l ym o d i f i e d O w i n gt ot h el o w e rw a t e rt ob i n d e ra n dp o l y m e rf i l m,t h ef l e x u r a ls t r e n g t ha n dt e n s i l eb o n d i n gs t r c n g t ho fm o r t a r sw e r ei n c r e a s e dw h e nt h ea d d i t i o no fp o l y m e re m u l s i o na n dr e d i s p e r s i b l ee m u l s i o np o w d e r sm o r et h a nac e r t a i na m o u n t,b u tt h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho ft h em o r t a r sf a l l sw i t ht h ei n c r e a s i n go fp o l y m e rt ob i n d e r S e c o n d l y,R e s e a r c h i n gt h ee f f e c to fm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fp o l y m e re m u l s i o nm o d i f i e dc e m e n tm o r t a r a n a l y z e dt w o c o m p o n e n tp o l y m e re m u l s i o n(n-b u t y l b e n z e n ea n da c r y l i ce m u l s i o nl a t e x)u n d e rt h ec h a n g i n go fc o n t e n t,T h r o u g ht h em e c h a n i c a le x p e r i m e n t a la n a l y z e dp r o p e r t i e so fm o r t a rm o d i f i c a t i o n T h er e s u l t sf o u n dt h a tp o l y m e ri n c r e a s e dt h ef l e x u r a ls t r e n g t ha n db o n ds t r e n g t h,o fw h i c ht h el a r g e s ti n c r e a s i n gm a r g i ni sn-b u t y l b e n z e n e A Up o l y m e rh a sw e a k e n e da g a i n s tc o m p r e s s i v es t r e n g t ho fm o r t a r S t u d i e dt h ei n c o r p o r a t i o no fs p e r p l a s t i c i z e r、s i l i c af u m ea n do t h e ra d d i t i v e s,t h ep e r f o r m a n c ea n ds t r e n g t ho fp o l y m e rm o d i f i e dm o r t a r W es t u d i e dm i xp r o p e r t i e s,m e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n dd u r a b i l i t yo fp o l y m e rm o d i f i e dm o r t a ru n d e rs u i t e dc u r i n gc o n d i t i o n sc o m p a r e dw i t hc o m m o nm o r t a r T h ei n f l u e n c e so fp o l y m e ro nh y d r a t i o no fc e m e n ti nm o r t a rw e r ea n a l y z e db yS E M,a n dt h em e c h a n i s mo fp o l y m e rm o d i f i e dm o r t a rw a sd i s c u s s e d I II I I武汉理工大学硕士学位论文目录摘要IA B S T R A C T 第一章绪论11 1j j I 言11 2 聚合物改性水泥砂浆特性与分类11 2 1 聚合物改性水泥砂浆特性。11 2 2 聚合物改性水泥砂浆分类31 3 聚合物改性水泥砂浆的发展概况41 3 1 国外研究现状。41 3 2 国内研究现状51 4 聚合物改性水泥砂浆机理71 5 研究目标和内容91 5 1 研究目标91 5 2 研究内容9第二章实验材料和方法。n2 1 聚合物改性砂浆材料1 12 1 1 才(泥1 12 1 2 砂1 12 1 3 纤维1 12 1 4 聚合物1 12 1 5 减水剂1 22 1 6 矿物掺合料。1 22 2 试验方法1 22 2 1 搅拌方式和养护制度1 22 2 2 砂浆配合比1 22 2 3 流动度1 32 2 4 抗折强度和抗压强度1 3武汉理工大学硕士学位论文2 2 5 钢套筒粘结抗剪强度1 42 2 6 收缩率1 42 2 7 耐腐蚀实验1 42 2 8 抗剪强度1 4第三章聚合物乳胶粉改性水泥砂浆的研究1 63 1 聚灰比对砂浆物理力学性能的影响1 63 1 1 配合比实验1 73 1 2 聚合物掺量变化对力学性能影响1 83 2 硅灰掺量对聚合物砂浆的影响1 93 3 水灰比、减水剂对砂浆性能的影响2 13 4 本章小结2 3第四章聚合物乳液改性水泥砂浆研究4 1 聚合物乳液选择2 44 2 聚合物乳液改性水泥砂浆性能2 54 2 1 拌合物性能2 64 2 2 力学性能2 74 2 3 抗拉粘结强度2 94 2 4 抗剪强度3 14 2 5 收缩率3 24 2 6 耐腐蚀性能3 34 2 7 养护制度对聚合物乳液改性砂浆力学性能的影响3 64 2 8 砂胶比对聚合物乳液改性砂浆力学性能的影响3 84 3 聚合物改性水泥砂浆的形貌结构4 04 4 本章总结4 2第五章聚合物改性水泥砂浆的应用4 45 1 可再分散乳胶粉改性砂浆的工程应用4 55 2 聚合物乳液改性砂浆的工程应用4 65 3 本章小结4 8第六章结论与展望。4 9武汉理T 大学硕士学位论文6 1 结论。4 96 2 展望。5 0参考文献致谢5 4武汉理:人学硕士学位论文1 1 引言第一章绪论普通砂浆性能单一,缺陷突出,在工程上的应用受到了很大的制约。由于聚合物改性水泥砂浆具有独特的优越性,近年来得到了较快发展。对聚合物及其改性的水泥基砂浆的研究,越来越受到人们的重视。上世纪二十年代,对聚合物用于砂浆改性的研究还处于初级尝试阶段,C r c s o n 和L c f c b u r c 先后申请了聚合物改性水泥体系和天然橡胶乳液改性水泥砂浆的专利【。从此,引起了聚合物对混凝土(砂浆)改性研究的热潮。从最初的天然橡胶乳液到后来的广泛应用的丙烯酸酯共聚物乳液、羧基丁苯乳液、可再分散乳胶粉等【2 1,用于水泥基改性的聚合物种类越来越多。根据不同聚合物对水泥基改性的特点,开发出了许多在工程上具有针对性的聚合物改性混凝土(砂浆),用于加固、修补、防腐、防水等方面。在现在的道路桥施工建设上得到了广泛的应用,逐渐成为工程中非常重要的材料。在如今日新月异的基础建设材料中,砂浆是一项用途极为广泛普遍的建筑材料。在整个建筑行业中具有不可取代的作用。人类对砂浆的砌筑也有上千年的历史了,但随着现代化的进程,对砂浆的使用有了更深层次的开发,因而对砂浆的特性有了更系统的要求。聚合物砂浆是由水泥、砂、高分子物乳液及稳定剂、消泡剂等助剂经搅拌混合均匀配制而成,有效地改善了普通砂浆力学性能、耐久性、粘接性等其他一些性能。聚合物砂浆在混凝土加固、修补、灌浆方面越来越受到人们的重视。与高强钢绞线配合使用是近几年发展起来的一种使用不锈钢丝绳网加工成钢绞线和渗透性聚合物砂浆复合的新型结构加固技术。该技术已在各国的建筑工程加固中广泛应用。1 2 聚合物改性水泥砂浆特性与分类1 2 1 聚合物改性水泥砂浆特性一、拌合物性能武汉理T 大学硕士学位论文减水性能:从合成聚合物的生产工艺过程中可知,表面活性剂是聚合物中不可或缺的掺量。当聚合物掺入到水泥中进行拌合时,这些表面活性剂起到了改善和易性的作用,经过实验论证,在新拌水泥砂浆达到同一坍落度和流动度的条件下,可以明显的降低水灰比,而且聚合物掺量越多,所达到的减水率就越大【3 一。凝结时间:在聚合物成膜和水泥水化相互渗透过程中,水泥的水化受到聚合物滞后的影响,减缓了水泥水化的速度。一般聚合物掺入量越多,水泥凝结所需要的时间也就越长。保水性:经过聚合物改性后的砂浆在保水能力上有很大的提高,而且保水性与聚合物掺量成正比,随聚合物掺入量增加呈上升的趋势,而且也改善了砂浆的离析和泌水等一些负面的影响。二、强度和变形特性强度:聚合物对砂浆的力学性能的影响机理是一个比较复杂的过程,不同种类的聚合物根据各自的特性,从而体现出对砂浆有着不同强度影响。这主要由于聚合物成膜与水泥水化相互之间的机理有关。一般来说,聚合物会使水泥砂浆的抗压强度下降,下降的幅度因聚合物种类不同而不同,而对水泥砂浆的抗弯强度、抗拉强度、粘结强度、抗折强度有一定的提高。变形:聚合物也会影响到水泥砂浆弹性模量的变化。由于成膜后的聚合物具有一定的柔韧性、延展性,一般会使水泥砂浆的刚性降低,因此经过聚合物改性了的水泥砂浆的弹性模量会得到降低。能够有效地提高砂浆的形变能力。三、耐久性密实性:抗渗性是衡量砂浆密实性的标准,在水泥砂浆中掺入聚合物,由于聚合物成膜特点,改善了砂浆的抗渗性,所以聚合物水泥砂浆具有良好的密实性。耐腐蚀性:通常聚合物水泥砂浆具有一定的耐低浓度酸、耐盐、耐碱和耐油脂矿物油能力【5 6 J。但在实际工程运用上,由于聚合物本身的引气特点,在砂浆中引入大量的气泡,会造成聚合物砂浆由于含气量过大、气孔率高,而且导致砂浆内部具有连贯的孔隙,使耐腐蚀性下降,这和主观因素有关系,合理地调整施工操作可以减少这方面的弊端,并不违背聚合物对砂浆具有提高耐腐蚀性的观点。将高分子聚合物掺入到水泥砂浆中,经过均匀搅拌后,聚合物成膜和水泥水化共同进行,相互渗透,改变了砂浆内部结构,因而对砂浆物理性能具有改2武汉理L 人学硕+学位论文善的作用,使水泥砂浆能够更好的满足实际工程的需要。近年来,许多专家学者都热衷于研究聚合物改性水泥砂浆,使其在建筑材料科学研究领域得到了突飞的发展I8。聚合物改性砂浆的物理力学性能除了与掺入的聚合物本身的特性有很大关系外,和普通砂浆一样,同样也受到水灰比、砂胶比、养护制度矿物掺合料等的影响。1 2 2 聚合物改性水泥砂浆分类聚合物砂浆可以通过掺加、拌合及浸渍等方法实现。目前用于砂浆中起到改性作用的聚合物有四类:聚合物乳液、水溶性聚合物、液体聚合物、可再分散的聚合物粉料【7,8】。因此根据聚合物种类和聚合物改性砂浆实现的方法,可以把聚合物改性砂浆分成三类:聚合物改性水泥砂浆(P M M)、聚合物浸渍砂浆(P I M)、聚合物砂浆(P M)。相对来说,P I M 具有优异的性能,但其生产工艺比较复杂、生产成本比较高,不适合普通的建筑工程中,P M 对聚合物掺量比例要求大,除了价格高以外,施工性能方面也得不到很好的改善,因而不适合在普通建筑工程中广泛的应用;现在比较热门的P M M 在各方面都有了提升,克服了P I M 的工艺复杂、P M 的聚合物用量大的缺点,在其他一些掺合料的辅助下,聚合物改性砂浆能够达到理想的状态,降低了砂浆一向惯有的脆性,同时又能提高普通水泥砂浆的粘结性、强度、耐腐蚀性、抗冲击、耐候性等【9,1 0 。聚合物基外加剂也就是人们常说的水泥改性剂,是以聚合物为主要成分的改性剂,以合适的比例掺入到普通砂浆中,可以提高或改善砂浆的施工性能、力学性能,突破了普通砂浆在加固修补工程中不理想的缺陷。根据聚合物合成工艺、物理特性,可将聚合物分为一下几类【1 1,1 2 l:(1)聚合物乳液聚合物乳液通常是将可聚合单体在水中进行乳液聚合而得,乳液中均匀分散着直径在0 0 跏m 5 t m 的聚合物颗粒。根据在乳液生产过程中使用的表面活性剂性质,使聚合物颗粒显现不同的电性,可分为阳离子型(正电)、阴离子型(负电)和非离子型(不带电)。聚合物乳液通常是由几种单体共聚而行成的乳液状液体,总的固含量包括聚合物、表面活性剂、乳化剂、稳定剂等,固含量一般在5 0。当掺入到砂浆中,随着水泥水化的进行,乳液也逐渐的脱水干燥,最后形成连续均匀的聚合物薄膜。这些聚合物薄膜是具有一定热塑性和弹性的3武汉理工大学硕士学位论文高分子共聚物,常用的聚合物商品乳液有聚丙烯酸醋(P A E)、丁苯胶-孚L(S B R)、聚乙烯一醋酸乙烯醋(E V A)、氯丁胶-孚L(C R)等共聚物。(2)可分散性聚合物粉末可分散聚合物粉末一般是在聚合物乳液的基础上进行喷雾干燥而成的。聚合物粉末与乳液就像是奶粉与牛奶的关系。在干燥过程中,还需定量的加入喷雾干燥助剂、杀菌剂和抑泡剂等组分。最后为了防止乳胶粉结块,还要在喷雾干燥结束后加入硅灰、粘土、碳酸钙等隔离剂。它对水泥砂浆的改性机理与乳液改性机理是一样的,只不过是,可分散聚合物可以与水泥和集料一起干混,然后加水湿拌重新乳化成乳液。(3)水溶性聚合物水溶性聚合物是水溶性的粉末状的聚合物。可用来提高水相的黏度,能够避免和减轻在大流动的混凝土中的离析和泌水,提高其稠度【1 3】。一般说,水溶性聚合物用量非常小,通常在凝胶材料的O 5 以下,不会对砂浆强度造成影响,主要是用来改善水泥砂浆的工作性,有时也把它归类为增黏剂。(4)液体聚合物用于水泥砂浆改性的液体聚合物有环氧树脂和不饱和聚酯【1 4 1。在掺入砂浆中时需要加入固化剂,聚合物在与水泥砂浆混合后,聚合物的固化成膜和水泥的水化基本上同时进行,略滞后于水泥水化过程,从而形成聚合物与水泥凝胶互穿的网络结构,这种结构能将集料粘结得更牢固。由于液体聚合物不溶于水,不容易分散,与聚合物乳液相比,需要更多的掺入量来对砂浆进行改进。1 3 聚合物改性水泥砂浆的发展概况1 3 1 国外研究现状人们对聚合物改性砂浆从认识和研究到应用已经有8 0 多年的历史了。上世纪二三十年代,研究人员将水泥砂浆和天然橡胶乳液进行改性研究,推动了聚合物改性砂浆的研究热潮。1 9 3 2 年B a n d 申请了人造橡胶改性混凝土和水泥砂浆的专利。之后,许多国家结合实际工程的需要,开始对聚合物改性砂浆展开研究和尝试。六七十年代,对聚合物材料的选取有了更广泛的认识,如聚合物单体、聚合物粉末、聚合物乳液、树脂等对水泥砂浆和混凝土进行改性1 1 5,1 6 J。8 0年代以来,对聚合物砂浆的研究兴趣越来越浓,成果大量出现,开始对聚合物4武汉理工人学硕士学位论文改性水泥基材料机理方面的研究。近年来,日本钢筋混凝土结构的破损已经成为一个很严重的问题,对聚合物物改性砂浆作为一种理想的加固修补材料开展了大量的研究和应用。聚合物改性水泥砂浆在建筑上应用十分广泛,美国是世界上聚合物复合材料开发应用先行国家。从上世纪8 0 年代以来,丙稀酸醋胶乳和丁苯乳液由于在砂浆改性中的优越性,被普遍用来作为改性剂。随着应用领域的扩展和聚合物改性砂浆性能的突破,现在聚合物水泥改性砂浆,也被用作新型墙体材料的粘结材料;水溶性胶乳和粉状可再分散胶乳,以双包装的形式供货已商品化,而砂浆也早以干粉砂浆和商品砂浆的形式供应。在日本,聚合物砂浆商品化,从上世纪7 0 年代已发展成为工程应用中不可替代的结构材料。日本研究应用了新的液体树脂,大大推进了聚合物砂浆发展速度,新的成果最突出的改观是在材料的粘结强度上,如低聚合度的丙稀酸单体,高分子量甲基丙稀酸等,也有将乙烯单体和不饱树脂组成的粘结料用于复合液体树脂或复合材料【1 7,1 8】。在配料设计方面,根据不同树脂各自的性能,采用不同的设计体系,如发展了聚丙基丙稀酸甲醋砂浆的配合比设计体系;不饱和树脂砂浆的配比设计体系;掺轻集料不饱和树脂砂浆的配比设计体系。聚合物改性砂浆强度一直都是比较薄弱的地方,为了弥补聚合物砂浆强度的缺陷,采用掺入玻璃纤维、钢纤维、碳纤维或玻璃纤维制成纤维等【1 9,2 0 J。美国和日本都对水泥混凝土中聚合物应用制定了相关的标准。对聚合物改性砂浆的施工应用和研究提供了标准,例如美国A C l 5 8 使用聚合物混凝土的指南,日本J I S A l l 7 1 1 1 7 4、A 6 2 0 3 在普通砂浆试验标准基础上,给出了聚合物砂浆具体的规范标准,其中包括:聚合物水泥砂浆坍落度试验、实验室试样成型、空隙率、强度试验、体积密度及其他相关试验标准。1 3 2 国内研究现状如今,建筑材料发展突飞猛进,我国对工程应用中建筑材料质量和拓展开创有了越来越高的要求。作为建筑材料中用途比较广泛、开创空间比较大的聚合物改性水泥砂浆的发展和需求也越来越突出。因为,聚合物改性砂浆具有许多优良性能,弥补了普通砂浆很多缺陷。例如,将丁苯乳液S D 6 2 3 掺入到普通砂浆中,可有效提高水泥砂浆的柔韧性、抗渗性、粘接性、耐腐蚀性和耐磨性,因而在工程加固和修补领域能得到广泛的应用。目前,国内应用于水泥砂浆改武汉理工大学硕士学位论文性的,聚合物主要有可再分散乳胶粉、羧基丁苯乳、丙烯酸脂共聚乳液、乙烯一醋酸乙烯共聚物2 3 7 乳液(E V A)等。由于不同组成的聚合物所具有的特性不同,在掺入到水泥砂浆中时,表现出不同的兼容性,改性能力参差不齐。比如水泥砂浆与E V A 乳液虽然具有较好的和易性,力学性能也不错,但乳液容易产生水解现象,导致砂浆耐水性差,大大减少了砂浆的使用寿命【2 1,2 2 1。表1-1 国内各种聚合物改性水泥砂浆注:P A L E 砂浆为丙烯酸酯共聚乳液砂浆:C R 砂浆为氯丁胶乳砂浆;P V D C 砂浆为聚氯乙烯一偏氯乙烯乳液砂浆;S B R 砂浆为丁苯胶乳砂浆。直到2 0 世纪6 0 至7 0 年代我国才开始对聚合物改性砂浆进行研究。尝试性的研究水泥砂浆中掺入丙烯酸醋共聚胶乳、氯偏胶乳、天然乳胶、氯丁胶乳和丁苯胶乳和的聚合物改性,并在地下工程防漏、外墙喷涂、防潮及某些特殊工程上使用。例如,我国水利部门在对水库大坝进行修补工程中,大力发展利用醋酸乙烯共聚(E V A)孚L 液和丙稀酸乳液,起到了很好的工程效果,其工程耐久性6武汉理_ T 大学硕士学位论文已达到1 0 年以上。1 4 聚合物改性水泥砂浆机理将聚合物掺入水泥砂浆或者混凝土中,能够使整体的施工性能和力学性能发生一系列的变化。在对聚合物改性砂浆的微观和宏观研究中,人们总结出了其中比较认可的几种观点,聚合物对砂浆的改性机理,可能是下面几种原因之一,也可能是几种原因兼有。水泥的水化及凝结硬化过程受到聚合物掺入的影响,从而改善了砂浆的结构性能。水泥水化产物与聚合物之间发生了化学作用,从而改善了砂浆的性能。聚合物的掺入改善了骨料与水泥浆体界面过渡区的粘结,改变了砂浆的孔结构,使水泥浆体硬化过程中的微裂缝得到减少,从而使砂浆的物理力学性得到改善。由于聚合物的掺入,其本身具有减水作用,降低了水灰比,从而改善了水泥浆体的工作性能。目前,关于聚合物乳液对水泥砂浆的改性作用,比较一致的看法是:聚合物在骨料与水泥浆之间脱水形成具有较高粘结力的膜,并且有些聚合物填充在砂浆内的孔隙中,使硬化后的砂浆变得密实。聚合物的成膜与水泥的水化同时进行,最后聚合物膜与水化后的水泥砂浆互穿交织在一起,形成渗透的网络结构。聚合物中有些高分子基团比较活跃,具有可反应能力,可能会与集料表面的硅酸盐或者固体氢氧化钙表面发生化学反应,这有可能从微观结构上改变了骨料与水泥水化产物之间过渡区的粘结,从而改善砂浆的性能。关于聚合物和砂浆结构相互之间内部结构形成过程的理论中,其中最著名的是O h a m a 提出的形成模型,分为三个阶段。首先,在搅拌水泥砂浆过程中,加入聚合物乳液,经过共同的搅拌,使得聚合物颗粒在水泥浆体中得到均匀分布,形成聚合物水泥浆体。在这一过程中,随着水泥的水化,逐渐形成水泥凝胶,同时,聚合物逐渐脱水,分散开的颗粒沉积在水水凝胶颗粒的表面。这一过程即为普通砂浆中的硅酸盐与水相中的氢氧化钙发生化学反应,生成硅酸钙凝胶的过程。第二阶段,随着水泥水化的进行,自由水降低,水泥凝胶结构逐渐发展,7武汉理工大学硕士学位论文聚合物逐渐团聚;水泥水化的进一步进行,内部毛细孔隙中的自由水被水泥水化消耗或蒸发,聚合物颗粒絮凝在一起。形成的聚合物薄膜密封层粘结在水泥水化凝胶的表面,同时聚合物密封层也粘结了未水化颗粒混合物的表面和骨料颗粒的表面。因此,聚合物填充了凝胶材料内部的孔隙。由于聚合物颗粒和水泥浆体中的孔隙尺寸基本上都在纳米级范围,但孔隙尺寸略大于聚合物颗粒尺寸,所以聚合物能够被限制在浆体的孔隙结构中。另外聚合物分子中的活性基团可以与水泥水化产物中的钙、铝等离子发生交联反应,从而形成特殊的桥键作用,能够改善砂浆硬化体的物理组织结构,缓解了由于浆体的内应力而引起的微裂缝,增加了聚合物砂浆复合材料的密实度。第三阶段,水泥水化过程的持续进行,凝聚在一起的聚合物颗粒之间的水分逐渐被全部吸收到水泥水化过程的化学结合水中去,最终聚合物颗粒形成贯通连续的聚合物网状结构。把水泥水化物连接在一起,即形成薄膜的聚合物网状结构与水泥水化物交织缠绕在一起,从微观结构上改善了水泥石的形态。乳液中所含的水通过水泥水化消耗或挥发后,聚合物粒子相互靠近、聚集成整体而逐渐成膜。最初聚合物乳液粒子是均匀分散开的,随着水分的消耗减少,粒子逐渐靠近,形成聚合物薄膜,这种初期膜的强度很低,只有经过长时间等聚合物颗粒相互扩散穿过粒子之间的界面后,强度才会发展起来。人们广为接受O h a m a 的以上聚合物砂浆结构模型,原因之一可能是公认为只有在失去水分以后,乳液中的聚合物才能成膜的观点。根据O h a m a 的结构模型和乳液成膜机理,水泥水化过程中,几乎全部聚合物通过渗透、成膜在水泥浆体的孔隙中,只有乳液中的水分经过水泥水化吸收了后,聚合物颗粒才能够稳定的聚集在一起成为网状结构的薄膜。通过电子显微镜观察和分析聚合物改性砂浆和普通水泥砂浆的形貌及特征x 射线之间的区别,能够发现,普通砂浆内部有许多错综复杂、相互贯通的微裂缝,在砂浆内部过渡区也有断断续续宽的裂缝。正是因为这些裂缝的存在,使砂浆的物理力学性能得不到改善。通过理论分析,由于普通水泥砂浆水泥水化产生的凝胶体在硬化时的砂浆失水收缩、体积收缩,从而在砂浆内产生结构应力所出现了微裂缝,当其在受到外部结构应力或者温度应力时,微裂缝就会扩展,与其他裂缝相互贯连,同时,水泥浆和砂子过渡界面区的粘结力也非常薄弱,易在界面处形成裂缝。另外,由于普通水泥砂浆用水量大,当水泥水化后,砂浆内的空隙率增大,与外界连通的孔隙也多,导致其抗渗能力也差。而通过聚合物改性的砂浆,由于在水泥水化的同时,聚合物乳液失水而形成聚合物薄8武汉理T 大学硕士学位论文膜,代替了部分水泥及细骨料,渗透在砂浆内部的孔隙中,与水泥浆互为连续相,使水泥砂浆内部的应力状态得到改善,能够承受一定的变形而使砂浆应力减小,产生微裂缝的可能性亦相应减小,同时聚合物纤维越过微裂缝,起着架桥和填充作用,限制了微裂缝的蔓延,微裂缝常在聚合物较多的地方消失,所以在电子显微镜中观察不到微裂缝,只有在高倍放大时才可以看到,微裂缝延伸很短,互不贯穿,裂缝都有聚合物纤维相连,与砂子的粘接力也好,在界面上看不到裂缝。同时,聚合物改性砂浆用水量大幅减小,它的开敞孔隙就少,聚合物膜填充了水泥浆的孔隙,切断了孔隙与外界的通道,起了密封作用,虽然气泡较多,但都互不连通,因此,聚合物对砂浆改性的根本原因是由于聚合物的渗入不仅显著地减少了用水量,而且改变了硬化水泥砂浆的物理组织结构及结构的内应力,致使微裂缝大大减少,因而聚合物改性水泥砂浆的抗裂性、粘接强度、防水、抗渗和抗碳化等均得到极大改善与提高。综上所述,聚合物水泥砂浆的改性机理主要是聚合物的掺入引起了水泥砂浆微观及亚微观结构的改变,从而对水泥砂浆、混凝土的性能起到改善作用。1 5 研究目标和内容1 5 1 研究目标聚合物改性水泥砂浆具有良好的耐水性、耐腐蚀性、耐久性,在充分发挥普通砂浆性能的基础上,结合工程加固修补的需要,采用聚合物对砂浆进行改性,弥补普通砂浆对环境适应能力差、力学性能达不到工程要求、施工效果不理想的缺陷。由于聚合物掺入砂浆中对抗压强度有一定的损失,而对其他力学性能都有所改善,鉴于此特性,试验通过聚合物不同种类和掺量比例变化,结合其他外加剂和掺合料,对砂浆进行改性研究,得出聚合物改性水泥砂浆受各配比的影响规律,最终对聚合物砂浆配比进行优化。1 5 2 研究内容(1)聚合物改性砂浆拌合特性分析。聚合物改性水泥砂浆配比试验,通过试验总结各聚合物掺量变化对砂浆工作性能影响;9武汉理下大学硕士学位论文(2)聚合物改性砂浆性能研究实验在优化确定的聚合物砂浆配合比基础上,采用石英砂与河砂对比、丁苯乳液与丙苯乳液对比的方法,比较两者的工作性能、力学性能、变形性能、抗裂性能与耐久性能,重点是研究聚合物掺量的物理力学性能影响,以论证采用聚合物配制的加固修补砂浆的可行性和先进性。具体试验内容如下:工作性系统研究新拌聚合物砂浆的坍落度、含气量、凝结时间等工作性能,重点是研究配合比变化所引起的施工工作性难易程度。力学性能采用人工搅拌、湿养护,试验硬化砂浆的静载强度(抗压、粘结强度、抗弯强度)与弹性模量随龄期的发展规律,重点是研究抗折、抗压性能的数据指标。耐腐蚀性试验通过标准试验方法进行抗酸、抗碱、抗盐腐蚀试验,研究不同聚合物对砂浆物理力学性能和耐久性的影响;以固定的砂率,选用乳胶粉和乳液进行掺量变化对比试验,了解各聚合物与砂浆的兼容性,配制出符合性能指标要求的聚合物改性水泥砂浆。分析不同养护制度对聚合物砂浆力学性能能的影响(3)矿物;,b J J n N 的掺入对砂浆力学性能的影响。微硅灰、膨胀剂对聚合物改性水泥砂浆物理力学性能影响对比分析在固定的聚灰比下,参照国标G B T 1 5 9 6 2 0 0 5 等相关胶砂强度试验方法,分别对比硅灰掺量、减水剂掺量、水灰比、砂胶比对胶凝材料热学性能和物理力学性能的影响分析,避免出现变量多元化而对研究造成影响。同时选择出合适砂浆加固所需的外加剂的掺量。从以下几个方面进行对比研究:对比单掺微硅灰在不同掺量下7 d、2 8 d 强度的影响变化;控制同一流动度,减水剂和水灰比共同变化对砂浆强度的影响:不同胶砂比对聚合物改性砂浆的拌合性能和力学性能的影响;(4)微观结构分析:选取针对性强的聚合物改性水泥砂浆进行微观分析。研究聚合物改性水泥砂浆中聚合物成膜和水泥水化的后的成型特点。1 0武汉理下大学硕十学位论文第二章实验材料和方法2 1 聚合物改性砂浆材料2 1 1 水泥聚合物砂浆强度主要来源于水泥的水化产物。目前市场上常用的水泥强度等级有4 2 5 级和5 2 5 级,从强度发展、与外加剂的相容性、水化热温升以及水泥的稳定性和配制砂浆时所用水泥的特点等角度综合考虑,依据就地取材、就近取材的原则,配制聚合砂浆选用华新堡垒牌5 2 5 普通硅酸盐水泥。2 1 2 砂石英砂:S i 0 2 含量9 5 9 8,F e 2 0 3 含量0 0 8-0 0 3,粒度1 0 目2 0 目,4 0目7 0 目,1 0 0 目2 0 0 目。砂粒光洁,含泥量 9 5,温度为(2 0 0 5)的标准养护箱内养护7 d,然后在室温下养护2 1 d。2 2 2 砂浆配合比单组份聚合物和双组分聚合物中固体颗粒掺量与胶凝材料的质量比,称为聚灰比,为表示方便,文中用P B 表示。高效减水剂掺量用s u p 表示。用水量为所掺加水(若有乳液掺入,乳液中的水也作为掺加水)的质量与胶凝材料的质量1 2武汉理T 大学硕士学位论文之比,称为水灰比,用W B 表示。砂的质量与胶凝材料的质量之比称作砂胶比,用S B 表示,砂浆基本配合比为:C:S:W:P F=1:2:(O 2 6 4)2 9):0 0 0 1 5,试验中用水量由新拌砂浆流动度控制,纤维为聚丙烯纤维,固定其掺量为凝胶材料质量的0 1 5。2 2 3 流动度砂浆流动度(F l u i d i t yo fc e m e n tm o r t a r,简称F L)测定按水泥胶砂流动度测定方法(G B 位4 1 9 2 0 0 5)的规定进行。根据用水量和减水剂量将流动度控制在1 6 0+1 0 m m。2 2 4 抗折强度和抗压强度根据聚合物改性水泥砂浆试验规程D 坍5 1 2 6-2 0 0 1 中规定的成型和养护要求。将达到养护龄期的4 0 X 4 0 X1 6 0 m m 试块,按规范规定的试验步骤测定砂浆的抗压强度和抗折强度。抗折强度:,1 5 P L厂坩。1 r式中:L:试块两支架间的固定距离,m m;厶:试块的抗折强度,M P a:b:试块截面的边长,4 0 r a m:P:试件被破坏时的荷载,N;公式(2-1)以三个试件的平均值作为抗折强度的试验结果。当三个强度值中有一个超过平均值的1 0,剔除后再计算余下两个数值做平均值作为抗折强度的试验结果。如有两个超过平均值的1 0 时,重做该试验。结果精确至0 0 1 M P a。p厂c 一鲁公式(2-2)式中:厶:抗压强度,M P a;P:破坏荷载,N;S:受压面积,m m。六个抗压强度结果中剔除最大、最小两个值,以剩余四个值的平均值作为1 3武汉理T 大学硕+学位论文抗压强度试验结果。2 2 5 钢套筒粘结抗剪强度按混凝土结构加固设计规范G B 5 0 3 6 7-2 0 0 6 的规定成型钢套筒粘结抗剪试件,养护制度为本文规定的养护制度。钢套筒粘结抗剪强度:D允=三公式(2 3)7 砸l式中:P:拉伸破坏的荷载,N;h 粘接面长度,m l l l;d:钢丝绳的公称直径,t o n i。2 2 6 收缩率按聚合物改性水泥砂浆试验规程(D L 厂r 5 1 2 6-2 0 0 1)的规定成型和养护砂浆收缩变形试件,试件采用4 0 m m 4 0 m m X1 6 0 m m 的棱柱体。F:生二垃1 0 0 公式(2-4)F=三生公式(L o 一2 式中:e:聚合物改性水泥砂浆的收缩率,;L f:试件的基准长度,m m;L 0:试件养护后的长度,r l l m;:金属测头的长度。2 2 7 耐腐蚀实验采用养护1 4 d 后4 0 m m X 4 0 m m X1 6 0 r a m,分别采用浓度为1 0 的H 2 S 0 4 溶液、饱I 拘C a(O H)2 和1 0 I 拘N a C l 溶液,每7 d 换一次溶液,常温浸泡,采用全浸法浸泡。为使介质与试件充分接触,试件之间应相互隔开,液面至少高出试块1 2 c m。2 2 8 抗剪强度从强度和施工性能方面确定各外加剂掺量比例,优选出符合条件的聚合物改性砂浆进行拉伸抗剪强度的测定。根据要求,制定出相配的试件:试件的剪切面长度为3 6 m m。应采用直径为1 4武汉理下大学硕士学位论文5 m m 的钢丝绳,钢丝绳的埋深为讼(d 为绳径)。常规检测的试件每组为5 个。抗剪强度A,按照下面公式计算:f v=e p d l式中:P 一立伸的破坏荷载(N);蝴结面长度(m m);删丝绳的公称直径(m m)。1 5公式(2 5)武汉理一r 大学硕十学位论文第三章聚合物乳胶粉改性水泥砂浆的研究混凝土结构加固设计规范对聚合物改性砂浆加固、修补在工程中的应用给出了具体的要求,规范中要求砂浆应该具有很高的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、粘结强度、抗拉强度和良好的抗裂性能和韧性,以及钢套筒抗剪强度,此外新拌的砂浆应具有优良的施工抹面性能。聚合物对砂浆施工性能和力学性能都有很好的改善作用。希望能够通过掺加聚合物的方法得到施工性能和力学性能都优异的改性砂浆。本章主要研究了在砂浆中掺加单组份聚合物胶粉5 0 1 0 N 和其他一些外加剂对砂浆施工性能、保水率、含气量、水胶比、抗折强度、抗压强度、粘结抗拉强度和耐腐蚀的影响。根据试验结果分析它们对砂浆的改性机理。至今为止没有一个统一的标准和设计方法对聚合物改性水泥砂浆配合比进行指导,不能完全类同于普通水泥砂浆的配合比设计。不仅要考虑改性方面的性能要求,还应考虑工作性能和力学强度方面的改善,所因此聚灰比是一个十分关键的分析因素。除聚灰比外,聚合物改性砂浆的其他配合比设计可类同于普通水泥砂浆【引。本章在设计上主要突出四个重点:聚灰比、减水剂掺量、硅灰掺量、水灰比。通过各自独立的实验,对各个方面在砂浆改性机理上进行全面的分析。3 1 聚灰比对砂浆物理力学性能的影响实验中用到的聚合物乳胶粉为自选的R E 5 0 1 0 N 粉体。5 0 1 0 N 适用于与无机粘合剂如水泥、石灰以及石膏混合使用或者单独作为粘结成分,用于制造柔性建筑粘合剂、填缝剂、墙面与地面找平材料、抹灰以及修补砂浆等。5 0 1 0 N 能够提高改性混合料的粘合性、可塑性、抗折强度、耐磨性及施工性,因此,它对各种为达到特殊性能的砂浆添加剂有很好的相容性,其物理指标如表3 1 所示。实验设计步骤:实验共分为两部分进行,首先在对各掺量在没有系统明确的配比上进行试探性的实验,在得到初步优化掺量比例的基础上,再对聚合物进行单量变化实验。1 6武汉理:T=大学硕士学位论文表3-1 乳胶粉物理指标性能指标外观残余水分容积密度灰分粉末主导粒径最低成膜温度p H 值(分散后)白色自由流动粉末1 5 5 0 9 L1 1 2 6 0 1 0 0 微米4 7 83 1 1 配合比实验(1)确定砂浆中砂的用量,计算方法参考砌筑砂浆配合比设计规程(J G J 9 8 2 0 0 0)。砂子组成砂浆的骨架,本试验中所用砂为石英砂,采用三种不同粒径(1 0 2 0 目,4 0 7 0 目,1 0 0 2 0 0 目)配比而成。(2)初定灰砂比,根据砂胶比确定每立方砂浆中水泥的用量。根据试配,初定砂胶比是2:1。(3)由砂浆的流动度控制用水量,流动度控制在1 6 0 1 0 m m。(4)消泡剂的加入量以该消泡剂的推荐掺量为准,本课题中消泡剂的掺量为水泥用量的0 1。表3 2 聚合物改性砂浆初步配合比由表3 2 中可以看成,聚合物对砂浆有一定的减水效果,在达到相同施工性1 7武汉理工大学硕士学位论文能的流动度下,随聚合物掺量增加,减水剂的用量逐渐减少。试验中发现加了聚合物的砂浆在稠度上比普通砂浆有很大程度的提高,保水性得到改善,粘聚性较好。3 1 2 聚合物掺量变化对力学性能影响通过前面实验,大体上掌握砂浆配比关系,进一步进行优化设计,重点研究聚合物乳胶粉掺量对砂浆力学性能的影响。力学性能是砂浆的一个最基本,也是最主要的技术指标,改性砂浆只有在力学上达到施工使用要求的前提下才可能进一步对其它方面的性能进行深入的研究。此项实验为了考察聚合物掺量对砂浆施工性能、力学性能、兼容性等方面的影响。因而在配合比上对聚灰比进行单量变化,设定C S=0 5,W C=0 3,P E C=0 0 0 1 5,U C=0 0 8,S F C=0 0 7。在7 d 湿养2 1 天干养条件下,分别测试7 d、2 8 d 抗压、抗折强度、粘结强度、抗剪强度。表3 3 聚合物改性砂浆的力学性能由3 3 表得出,聚合物乳胶粉对砂浆的力学性能起到了改善的效果,抗压强度比普通砂浆都有一定的下降,且随着聚合物掺量的增加呈下降趋势。对砂浆的前期水泥硬化有一定的抑制,后期强度发展得到缓解。抗折强度呈现初始平缓,后期发展比较迅速的趋势,7 d 抗折强度与普通砂浆相比,略有下降,2 8 d 强度增长比较明显,随着乳胶粉掺量增加,强度也随之增大,乳胶粉掺量(与胶凝材料百分比)9 的抗折强度比普通砂浆提高了约2 0。粘结强度和抗剪强度是砂浆比较脆弱的性能,经实验发现,乳胶粉的掺入提高了粘结强度和抗剪强度,7 和9 的掺量达到了加固修补砂浆的施工要求。1 8武汉理工大学硕十学位论文改性砂浆的折压比随着乳胶粉掺量的增加得到大幅度提升J。这是由于聚合物是长链状的高分子颗粒,加入到砂浆中以后,在搅拌过程中,颗粒均匀的分散在胶凝材料的连续相内,随着水泥水化的进行,聚合物开始脱水干燥,聚集成膜,发展成具有粘性和连续性的微纤维薄膜,在骨料周围形成硅酸钙粘结层和聚合物薄膜包裹层。这些薄膜层填充在硬化浆体中的孔隙中或者与浆体互穿,形成富有弹性的网结构,这种网结构相互之间错综连接,改善了砂浆内部结构,增加了砂浆的变形能力,形成刚柔兼具的空间网状结构,从而水泥砂浆的韧性得以提高。3 2 硅灰掺量对聚合物砂浆的影响研究了掺入比表面积为2 3 2 m 2 g 的硅粉聚合物水泥砂浆的性能,主要测定了掺硅粉聚合物水泥砂浆的抗折强度、抗压强度。表3 4 给出了硅灰的化学成分。表3 4 硅灰化学成分分析结果硅粉采用内掺法,聚合物采用外掺法,砂与胶凝材料之比为2:1。试验采用聚羧酸盐高性能减水剂调整不同配比的聚合物硅粉水泥砂浆的流动性使之保持相同的流动度。掺硅粉的聚合物水泥砂浆的抗折强度和抗压强度如图3-1、3-2 所示。由图可知,随硅粉掺入量的增加,聚合物水泥砂浆的抗折强度提高,当P A E C=1 0,硅粉掺入量为1 0 时,硅灰聚合物水泥砂浆的抗折强度为1 3 8 M P a,与不掺乳胶粉和硅粉的普通水泥砂浆相比,提高了近4 0。此外,抗压强度上,表现出与抗折强度不同的结果,在同一聚合物掺量,水泥砂浆的抗压强度也随硅粉掺入量的增加而增加,但在掺入聚合物后,砂浆的抗压性能都比普通砂浆低。硅灰二次水化需要大量水,可能造成砂浆内部干燥促进了聚合物在砂浆内部形成有力学强度的聚合物膜,提高砂浆抗折强度瞄J。1 9武汉理工人学硕+学位论文图3-1 硅灰掺量对砂浆抗折强度影响水泥砂浆中掺入聚合物与硅粉后,显的改善:图3 2 硅灰掺量对砂浆抗压强度影响由于以下原因其物理力学性能得到了明(1)聚合物有一定的减水作用:由于聚合物中含有表面活性成份,能够对水泥水化过程起到活化作用,使絮凝结构的水化产物分散开来,从而使絮凝结构内部包裹的游离水得到释放,大大地提高了水的利用率。所以,在砂浆相同流动度的情况下,聚合物砂浆用水量明显少于普通砂浆,减少了砂浆内部空隙率。(2)成膜后网状结构的聚合物:伴随着水泥的水化,聚合物逐渐在砂浆的微裂缝、水泥浆体与集料界面区域的孔隙中固化成膜,形成错综复杂的网状结构,从而提升了砂浆的不透水性和密实性。(3)硅灰的火山灰效应:硅粉中的活性二氧化硅与水泥水化生成物氢氧化钙发生反应,降低了浆体中的氢氧化钙数量;而且硅粉有润滑和填充作用,提高砂浆的密实度,所以含硅粉的水泥石中,大的孔隙降低,连通孔也得到减少,从而减少了集料周围的氢氧化钙的定向分布,提高了砂浆内部界面过渡区的硬度。(4)微细粒子填充效应:本实验中所用的水泥的比表面积约为3 5 6 0 c m 2 g,硅粉的比表面积约为2 6 2 m Z g,可以看成硅粉粒度明显小于水泥粒度。所以微细2 0武汉理工人学硕士学位论文球状硅粉颗粒能够填充在水泥颗粒之间,充实了水泥颗粒之间的微孔结构,改善了胶凝材料的级配。同时,硅粉对水泥粒子的填充性和润滑作用,提高了水泥石的密实性,减少了填充在内部孔隙结构中的水,使水泥浆的流动性提高。3 3 水灰比、减水剂对砂浆性能的影响在前面研究发现,在砂浆中掺加聚合物胶粉和硅灰能够很好地改善新拌砂浆施工性能,但此性能是在用水量和减水剂没有准确的量化情况,没有一个系统的用量研究,只是处于调试层面。为了更进一步优化砂浆强度、提高施工性能,因此有必要对高效减水剂和用水量定量分析来改性水泥砂浆,得到强度高、施工性能好的聚合物改性砂浆。研究中选用改性聚羧酸醚高效减水剂,主要研究了在聚合砂浆中改变减水剂、水灰比对砂浆施工性能、抗折强度、抗压强度、粘结抗拉强度的影响,并探讨它们对砂浆的改性机理。砂浆的基本配合比为:C:S:W:S u p:P F=1:2:w:s u p:0 0 0 1 5,其中用水量W 由控制流动度确定,s u p 为高效减水剂掺量,是指高效减水剂与水泥或胶凝材料(包括水泥、硅灰和膨胀剂)的质量比。图3 3 显示了掺加聚羧酸醚高效减水剂对砂浆水灰比的影响。从图中可以看出,水灰比随减水剂的增加而逐渐下降,在减水剂掺量为0 时,砂浆的水灰比为O 3 5;当减水剂掺量为凝胶材料的0 1 时,水灰比为0 3,减水率达到了1 4 3:减水剂掺量增加到0 2 时,减水率增加到2 2,虽然减水效果明显但此时砂浆出现了泌水现象,工作性能不是很理想,保水性很差,易分层离析。图3 4 显示了掺加聚羧酸醚高效减水剂和调整水灰比变化对砂浆抗折强度的影响。从图中可以看出,砂浆抗折强度随高效减水剂掺量的增加而增加,水灰比的变化也对抗折强度有影响,具体表现在,强度随水灰比的增加呈现先上升后有所下降的趋势,在水灰比达到O 2 8,减水剂掺量在0 2 时,抗折强度达到最大值1 2 1 M P a。2 1武汉理工人学硕十学位论文图3 3 减水剂对水灰比的影响图3 4 减水剂对抗折强度的影响图3 5 显示了掺加聚羧酸盐高效减水剂和调整水灰比变化对砂浆抗压强度的影响。从图中可以看出,随减水剂掺量的增加,砂浆抗压强度呈上升的趋势,不过随着减水剂掺量增大,砂浆抗压强度增加强度趋于平缓。加入减水剂降低了砂浆水灰比,提高了砂浆密实度,减少了因砂浆内部孔隙中残留的自由水分蒸发而留下的微孔隙结构。试验中发现,如果减水剂掺量过多,砂浆会出现泌水现象,在砂浆成型过程中水泥浆会浮在浆体表面,造成水泥浆分布不均衡,底部水泥浆较少,不能够起到很好的胶凝作用。武汉理工大学硕士学位论文图3-6 显示了掺加聚羧酸盐高效减水剂和调整水灰比变化对砂浆粘结抗拉强度的影响。从图中可以看出,砂浆粘结抗拉强度随减水剂掺量的增加呈增加趋势,同一减水剂掺量下,粘结强度也随用水量的增加而增加,但增加的幅度趋于减缓。加入高效减水剂降低了水泥颗粒的表面能,提高了老砂浆试块和新拌砂浆之间的浸润程度,增加了相互之间的机械啮合力,此外,减水剂提高了砂浆基体强度,也是粘结抗拉强度增加的一个原因。图3 5 减水剂对抗压强度的影响图3-6 减水剂对粘结强度的影响3 4 本章
收藏
编号:121541092
类型:共享资源
大小:2.43MB
格式:RAR
上传时间:2022-07-19
30
积分
- 关 键 词:
-
硕士
2011
高强
聚合物
改性
水泥砂浆
性能
应用
- 资源描述:
-
[硕士]高强聚合物改性水泥砂浆的性能与应用[2011],硕士,2011,高强,聚合物,改性,水泥砂浆,性能,应用
展开阅读全文
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。