胶乳改性水泥砂浆的性能研究

研究掺加芳纶纤维对水泥砂浆抗折、抗渗性能的影响。通过分析实验数据,发现掺加适量的芳纶纤维可以有效提高水泥砂浆的抗折、抗渗性能。研究了芳纶纤维增强水泥砂浆的作用机理。

以氯丁胶乳作为改性剂,对氯丁胶乳砂浆的性能与掺量的关系做了系统的分析,同时介绍材料在工程中的应用实例。

利用氧化还原引发体系,采用半连续乳液接枝共聚的方法合成了聚丁二烯接枝聚苯乙烯(pb-g-ps)接枝共聚胶乳,其中聚丁二烯(pb)与聚苯乙烯(ps)的质量比为70/30,50/50和30/70.在固定流动度为(175±5)mm,且在20℃水中养护6d,然后在20℃,相对湿度为65%的空气中养护21d的混合养护条件下,考察了聚灰比、聚丁二烯与聚苯乙烯的质量比对pb-g-ps胶乳改性水泥砂浆的水灰比、流动度、保水率、抗压和抗折强度以及吸水量的影响,并与羧基丁苯胶乳改性水泥砂浆进行了性能对比试验.结果表明:在一定掺量范围内,胶乳都具有良好的减水作用,能有效提高砂浆的保水性能,显著降低聚合物改性砂浆的毛细孔吸水率;加入聚合物对砂浆力学性能有重要影响,使其抗压强度总体降低,抗折强度部分提高,因此,pb-g-ps胶乳可以作为水泥改性剂使用.

以氯丁胶乳作为改性剂,对氯丁胶乳砂浆的性能与掺量的关系做了系统的试验,同时介绍该材料在工程中的应用实例。

通过半连续乳液接枝聚合反应合成了m(聚丁二烯)/m(苯乙烯)/m(甲基丙烯酸环氧丙酯)为50/50/0,50/49/1,50/46/4的3种聚丁二烯接枝聚苯乙烯(st)和甲基丙烯酸环氧丙酯(gma)共聚胶乳(pb-g-psg胶乳).水灰比为0.4(质量比),将3种pb-g-psg胶乳用于制备胶乳改性水泥砂浆,考察了gma含量和聚灰比对该砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及吸水速率的影响,并与sd623羧基丁苯胶乳改性水泥砂浆进行了性能对比试验.结果表明:在一定掺量范围内,3种pb-g-psg胶乳改性水泥砂浆的流动度随gma含量的变化并不明显,但均随聚灰比的增加而增加;pb-g-psg胶乳能显著降低水泥砂浆的吸水速率;pb-g-psg胶乳的掺入对水泥砂浆的力学性能有重要影响,这种砂浆的抗压强度随聚灰比的增加而降低,且小于参比水泥砂浆,聚灰比小于10%(质量分数)时,抗折强度大于参比水泥砂浆,最高可达9.65mpa;pb-g-psg胶乳可作为水泥改性剂使用.

采用相反转法制备高稳定性环氧树脂乳液,在环氧树脂乳液改性水泥砂浆方面,着重探讨了改性水泥砂浆的力学性能和吸水性,在环氧树脂乳液改性水泥浆体方面,进行了减水试验,分析得出不同聚合物掺量水泥浆体的减水效果,同时进行水泥凝结时间试验.研究表明,聚合物的存在一方面延缓了水泥的水化速度,另一方面改善了硬化浆体的毛细孔结构.环氧树脂乳液改性水泥砂浆的力学性能得到提高,抗渗性得到改善.

针对水泥混凝土路面裂缝问题,用快硬硫铝酸盐水泥、苯丙乳液及适量外加剂研制了一种新型道路修补材料。研究了苯丙乳液对水泥砂浆的改性效果,结果表明:当聚灰比为15%～20%时,与空白试样相比,改性砂浆28d抗折强度提高了39.00%～48.23%,28d弯折粘结强度提高了45.01%～49.60%,且收缩率较小。同时用扫描电镜、能谱分析仪及压汞仪对改性砂浆的微观结构和孔径分布进行了观测和分析,探讨了苯丙乳液对水泥砂浆的改性机理。

通过试验研究,探讨了水灰比、聚灰比等因素对丙乳改性水泥砂浆工作性能、力学性能及其与既有混凝土黏结性能的影响。结果表明:在试验范围内,水灰比、聚灰比对砂浆工作性能有一定影响。随着聚灰比的增加,丙乳改性水泥砂浆抗压强度逐渐下降,而抗折强度、综合力学性能指标增大;随着水灰比的增加,综合力学性能指标减小。在一定范围内增加老混凝土表面粗糙度,能提高砂浆与既有混凝土黏结性能,随聚灰比的增加,黏结拉拔强度有所增加。

文章对橡胶水泥砂浆的吸声性能进行了研究。结果表明:橡胶的粒度和掺量、砂浆的水灰比、试样的养护方式等因素都对其吸声性能产生了影响。加入橡胶后水泥砂浆的导声系数会减少,其中以混合胶粉的改性效果最好,其导声系数较其他三种粒度的胶粉砂浆为最低,随着橡胶掺量的增加,其吸声效果也在增强,吸声系数越来越低,但当掺量值达到40%时,导热系数值为最少,砂浆的水灰比不同其隔热效果也有很大区别,水灰比为0.5时吸声系数最低。

分析了水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆的力学性能、粘结性能、收缩性能和耐久性能,用sem和mip分析了砂浆的结构。结果表明:掺加水泥用量的6%～10%(质量分数,以固含量计)水性环氧树脂乳液可有效提高水泥基修补砂浆的力学性能和与老砂浆的粘结强度,降低水泥砂浆的收缩值;水泥砂浆的抗渗性、抗碳化性以及抗冻性能均随水性环氧树脂掺量的增加而显著提高。较之未经改性的普通砂浆,水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆结构更为致密,连通孔的孔隙率和平均孔径小。

聚合物改性水泥砂浆力学性能研究

利用羧甲基纤维素钠、对苯乙烯磺酸钠以及甲基丙烯酸丁酯在水介质中用过硫酸钾为引发剂,合成羧甲基纤维素钠接枝对苯乙烯磺酸钠/甲基丙烯酸丁酯(cmc-g-pss/pbma)乳液。将乳液提纯提取出共聚物,共聚物采用傅丽叶红外光谱进行表征;用扫描电镜对水泥砂浆进行微观形貌观察。结果表明,在减水20%的条件下,当cmc-g-pss/pbma的掺量为1.5%时,对水泥砂浆抗压性能的改性最为显著;当掺量为2.5%时,对水泥砂浆抗折性能的改性最为显著;为了取得抗压性能和抗折性能均提升的试样,可向聚合物掺量为1.5%的试样中添加木质素磺酸钠增加乳液分散性,并用消泡剂磷酸三丁酯控制水泥砂浆的引气量,取得了显著的效果。

针对水泥基材料收缩裂缝问题,进行了利用橡胶粒子与pva纤维复合改善水泥砂浆抗裂性的试验研究,并对橡胶粒子与pva纤维在水泥砂浆中的阻裂机理进行了初步探讨。试验结果表明,复掺橡胶粒子与pva纤维能明显提高水泥砂浆的抗裂性能。当橡胶粒子掺量为10%、pva纤维掺量为0.5%时,可完全消除水泥砂浆的宏观收缩裂缝。

以废旧聚苯颗粒等体积取代水泥砂浆中的砂子,研究了废旧聚苯颗粒掺量对水泥砂浆静力学性能的影响。结果表明,随聚苯颗粒掺量增加,砂浆流动度先增加后下降,砂浆试样7d、28d抗折抗压强度均呈下降趋势,3d抗折强度先增加后下降,抗压强度下降缓慢;砂浆试样3d、7d、28d抗压强度与密度存在线性关系,且线性关系都比较显著。

本文主要从现如今许多在役混凝土构建物老化、病害的现象对其进行原因分析，同时通过了解其构成的后果等方面来阐述聚合物改性水泥砂浆性能的重要性，归纳了聚合物砂浆的种类，并对国内外对聚合物改性水泥砂浆性能的现状进行了分析，同时提出今后聚合物改性水泥砂浆性能需进一步研究的一些问题。

研究了水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆的力学性能、粘结性能、收缩性能和耐久性能,用sem和mip分析了砂浆的结构。结果表明,掺加6%~10%水性环氧树脂乳液可有效提高水泥基修补砂浆的力学性能和与老砂浆的粘结强度,降低水泥砂浆的收缩值;水泥砂浆的抗渗性、抗碳化性以及抗冻性能均随水性环氧树脂掺量的增加而显著提高;较之未经改性的普通砂浆,水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆的结构更为致密,连通孔的孔隙率和平均孔径小。

针对普通水泥砂浆抗折强度低、脆性大的特点,掺加羧基丁苯聚合物乳液对普通砂浆进行改性,研究其力学性能变化规律;用扫描电镜(sem)和孔分布测定仪分析其微观结构。结果表明,随聚灰比(p/c)增大,改性砂浆内部逐渐形成由聚合物和水泥水化产物交织构成的空间网络结构,小于200孔隙体积率增大,孔径细化,砂浆密实程度提高,脆性改善;改性砂浆抗压强度降低,但抗折强度和折压比升高,韧性加强,同时其扩展度增大,粘度先增大后降低。

重量比为50/50的聚丁二烯接枝聚苯乙烯(pb-g-ps)胶乳用于改性水泥砂浆。考察了聚合物对水泥重量比(聚灰比)和偶联剂含量对胶乳改性水泥砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及吸水量的影响。研究表明:改性砂浆的流动度随聚灰比和偶联剂含量的增加而增加;胶乳和适量偶联剂能降低改性砂浆的毛细孔吸水量;胶乳的加入使改性砂浆的抗压强度降低,随聚灰比的增加,改性砂浆抗折强度呈下降趋势,偶联剂的加入极大地改善了砂浆的力学性能。利用sem观察到改性砂浆的结构更加致密,界面结构得到改善,观察到了聚合物膜的纤维状和互穿网络结构。利用dsc对改性砂浆样品进行了分析,结果表明:偶联剂对水泥水化和晶形转变具有重要影响。

硅灰和PB-g-PSG胶乳复合改性水泥砂浆的性能

通过半连续乳液接枝聚合反应合成了m(聚丁二烯)/m(苯乙烯)/m(甲基丙烯酸环氧丙酯)比例为50/46/4的聚丁二烯接枝苯乙烯(st)和甲基丙烯酸环氧丙酯(gma)共聚胶乳(pb-g-psg)。水灰比为0.4(质量比)时,将硅灰和胶乳用于改性水泥砂浆,研究了硅灰掺量和胶乳掺量对改性水泥砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及水吸收速率的影响。研究表明:在一定掺量范围内,当胶乳掺量增加时,改性砂浆的流动度增加,吸水率降低;当硅灰掺量增加时,流动度降低,合适的硅灰掺量能降低改性砂浆的吸水率;胶乳和硅灰的复合掺入有益于砂浆力学性能的改善,改性砂浆的抗压强度、抗折强度最高值分别为67.02mpa和7.40mpa;利用dsc和xrd研究了硅灰和胶乳对水泥水化的影响,结果表明:当胶乳掺量增加时,水泥水化程度呈先增后降趋势,胶乳掺入10%时,水泥水化程度最高。当硅灰掺量增加时,水泥水化程度呈下降趋势,硅灰掺量为5%时,水泥水化程度最高。综上,胶乳和硅灰可以复合改性水泥砂浆。

研究了两种控制方式(控制水灰比为0.4和控制流动度为(170±50)mm)下,不同聚合物掺量对水泥砂浆的力学性能影响,以及不同龄期的聚合物水泥砂浆力学性能,研究表明,聚合物改性水泥砂浆具有较好的抗折强度和抗压强度,较低的压折比。

研究了苯丙乳液、vae聚合物乳液对水泥砂浆工作性能、凝结性能、力学性能的影响。试验结果表明:随着两种聚合物乳液掺量的增加,水泥净浆的初凝与终凝时间逐渐延长,vae707乳液对水泥净浆初凝和终凝时间的影响相当,而苯丙乳液对水泥净浆初凝时间的缓凝效果要强于终凝效果。养护28d龄期后的两种聚合物乳液改性水泥砂浆抗折强度较普通水泥砂浆有大幅度提高,相对普通水泥砂浆而言,苯丙乳液改性水泥砂浆折压比明显降低,vae乳液对水泥砂浆的折压比影响不明显。