聚合物改性硅灰水泥砂浆性能的实验研究
聚合物改性水泥砂浆力学性能的研究
应， 对搅拌设备也没 有特 殊的要求 。无论是 在混凝 土搅拌站 还是 要 的延 性。另一方面 由于 钢管混 凝土 柱高 强混凝 土浇 筑时 通常
在 现 场 施 工 都 非 常 方 便 ， 护 也 没 有 额 外 的 要 求 ， 施 工 环 境 有 采用混凝土高位抛 落法 ， 养 对 这样 浇筑 的混 凝土 气孔率 较高 ， 响高 影 很好的适应 。
同 面积大 ， 早期水化迅速 ， 由于水泥用量大 ， 再加上 使用保 水性较好 就 需 要 大 量 进 口 ， 为 聚 丙 烯 材 料 的 国 内纤 维 产 品 因表 面 处 理 相 对落后 ， 维的分散 性及力 学性 能较 杜拉纤 维有 所欠 缺 ， 望 国 纤 希 的萘系减水剂 ， 使得 采用这 种水 泥 的商品混 凝土 形成水 化 快 、 水
青 独 霸 我 国高 等 级 公 路 路 面 材 料 市 场 的 局 面 ， 就 大 大 提 高 了路 和 应 用 在 不 断 地 发 展 和 变 化 ， 良好 的性 能 引 起 了 广 泛 关 注 。 聚 这 其 所 学 性 质 ， 会 和 混 凝 土 中 的 骨 料 、 加 剂 、 合 料 和 水 泥 发 生 反 塑 性 和 较 大 的 脆 性 ， 以设 计 高 强 混 凝 土 时 必 须 保 证 构 件 能 有 必 不 外 掺
强混凝 土的密实度及承载力 ， 现场虽然可 利用高强 混凝土不 易离 析、 不易过振等特点 ， 用振捣器在钢 管内加 以振 动 ， 确保混凝 土密
３ ３ 杜拉 纤 维在 泵送 混凝 土 中的应 用 ．
但高强混凝 土的气孔 率仍 偏 高 ， 上高 强混凝 土 的极 限 应变 加 泵送混凝土 ， 即泵送商 品混凝 土在工程 中被广 泛应 用。但泵 实 ， 值 仅 为 ０ ０ ３ 较 普 通 混 凝 土 的 极 限 应 变 值 小 ， 易 产 生 劈 裂 现 ．０ ， 容 送 混 凝 土 工 程 出 现 早 期 裂 缝 有 日益 增 加 的 趋 势 。 所 谓 早 期 裂 缝 ，
聚合物水泥砂浆的研究及应用
防水材料 聚合物水泥砂浆既可以用于刚性防水材料, 又可以作为柔 性防水材料。聚合物水泥砂浆作为柔性放水材料应用时, 主要是以防水涂料形式使用。 胶黏剂 由于聚合物水泥砂浆具有良好的粘结能力和良好的协调性 , 可以作为一种良好的胶黏剂, 如瓷砖胶黏剂; 界面处理 剂等。 防腐蚀 聚合物水泥砂浆比普通混凝土的抗渗性、耐介质性能好得 多, 能阻止介质渗入, 从而提高砂浆结构的耐腐蚀性能。 因此在许多防腐蚀场合得到应用, 主要有防腐蚀地面( 如 化工厂地面, 化学试验室地面等) 、钢筋混凝土结构的防 腐涂层、温泉浴池、污水管等等。 其它 聚合物水泥砂浆还可以应用于如表面装饰和保护, 铺面材 料, 合材料开发应用的 先行国家，聚合物水泥砂浆在建筑上应用 十分广泛 在日本，聚合物砂浆和混凝土在70 年代己 成为主要结构材料。 我国直至60~70年代才开始研究掺天然乳胶、 丁苯胶乳、氯丁胶乳、氯偏胶乳和丙烯酸 酯共聚胶乳的聚合物水泥砂浆
聚合物水泥砂浆的分类
一般把聚合物在砂浆中的应用分3种类型 聚合物砂浆（PM）
聚合物砂浆目前存在的问题和趋势
聚合物砂浆目前存在的问题 并非所有的聚合物乳液对水泥砂浆的粘结性能 都有改善的作用, 如在砂浆中加入丙烯酸酯。 这可能是因为有些聚合物与水泥体系不相容, 影响了水泥水化进程, 并且聚合物本身也会因 为水泥体系的碱性而降解。 阳光中的紫外线对聚合物材料的老化有很大的 影响。虽然到达地面上的紫外线量很少, 但是 紫外线的能量相当强, 对许多聚合物材料的破 坏性很大。
聚合物水泥砂浆的研究及应 用
聚合物水泥砂浆的发展
由于对高分子材料结构与性能的深入认识， 促进了越来越多的聚合物应用于建筑行业。 在建筑砂浆方面，普通水泥砂浆已经不能 满足需要，为了使砂浆具有其特殊的性能 来满足其特殊环境与场所的需要，在水泥 砂浆中加入聚合物来进行改性 聚合物改性砂浆由于其优异的性能广泛应 用于建筑材料中，聚合物在水泥砂浆和混 凝土中的改性机理已研究了80多年
聚合物改性水泥砂浆的研究进展
聚合物改性水泥砂浆的研究进展引言早在90年前聚合物改性砂浆和混凝土的概念就已被提出了，但直到20世纪70年代后此类材料才得到较快发展，正值欧美发达国家在20世纪四五十年代修建的混凝土结构进入修补加固的时期。
从某种程度上说,聚合物在水泥基材料中的应用是伴随着混凝土结构的修补加固而发展起来的.随着近年来我国兴建的混凝土结构进入维修加固期，聚合物改性水泥砂浆在我国的研究应用也有了较快发展.聚合物的掺入可以提高水泥砂浆和混凝土的强度、粘结性能、抗渗透性、耐腐蚀性等，因此聚合物被广泛用于提高建筑材料的性能。
用于修补混凝土结构表面缺陷的聚合物改性水泥砂浆（PMCM），可分为乳液类和胶粉类。
对大量应用于PMCM中的聚合物的调查表明，通过乳液聚合的聚合物应用最为广泛并且能够被接受。
用于聚合物改性水泥砂浆中的常用聚合物乳液主要有丁苯类乳液(SBR）、丙烯酸类乳液（PAE)、环氧类乳液(EE）、氯丁类乳液（CR）、苯丙乳液(SAE)、醋酸乙烯酯－乙烯共聚物乳液（V AE）、支化羟酸乙烯酯乳液(V A－VEOV A）、聚醋酸乙烯酯乳液（PVAC）等。
一、新拌聚合物改性水泥砂浆的性能1、工作性聚合物的种类、掺量对新拌砂浆的工作性影响显著。
有研究发现，不同种类聚合物乳液的减水率都能达到20％以上,减水效果明显，其中SBR的减水效果更优。
即使是同种聚合物，由于聚合物乳液的性质不同，对改性砂浆流动性的影响也不相同。
通常，随着聚灰比(聚合物与水泥的质量比）的增加，乳液改性砂浆的流动性提高，工作性改善。
聚合物乳液的掺入能提高新拌砂浆的工作性，这是因为乳液中的表面活性剂及稳定剂在改性砂浆中引入了较多气泡，砂浆中水泥颗粒的堆积状态得到改善，水泥颗粒的分散效果提高。
乳液的憎水性和胶体特性使新拌改性砂浆具有良好的保水性,从而降低了对其进行长期湿养护的必要.通过在聚合物改性砂浆中掺入纤维素醚、改性无机矿粉可以进一步提高新拌砂浆的保水率。
2、含气量已有研究表明,聚合物乳液改性砂浆的含气量高于空白普通水泥砂浆，这是因为掺入的聚合物乳液中的表面活性剂和稳定剂在新拌砂浆中引入了较多气泡.适当的引气有助于改善新拌水泥砂浆的流动性，提高其抗渗性和抗冻融性，但过量的气泡则会降低砂浆的强度。
砂浆性能试验报告
砂浆性能试验报告
砂浆性能试验是用于测定砂浆的力学性能的一种重要的实验。
它将有助于验证砂浆的质量，为施工准备提供必要的保证。
本次试验采用中国国家标准GB/T 17671—2017《建筑用聚合物砂浆和砂浆性能试验方法》进行，采用了水泥-砂比为1:3，砂粒等级均为2.25，混合物中添加1%的合成纤维的砂浆样品。
本次试验在常温20℃时完成，试验混凝土的成型日期是2020年10月10日，试验现场条件如下：湿度45、气压1012hPa、温度20℃。
本次试验的试验项目包括：抗折强度、粘结强度、车辙穿透性能、抗冻性能等。
试验结果如下：
抗折强度：抗压强度实验结果为（15.3 ± 0.3）MPa；抗拉强度实验结果为（10.1 ± 0.2）MPa；抗弯强度实验结果为（8.3 ± 0.3）MPa。
其中，抗压强度符合GB/T 17671—2017《建筑用聚合物砂浆性能试验方法》的要求；
车辙穿透性能：试验采用电力犁通过砂浆滚动推进，每小时前进距离记录为12cm，可认为砂浆具有良好的抗冲击性能。
抗冻性能：采用GB/T 17671—2017《建筑用聚合物砂浆性能试验方法》进行抗冻性能实验，试验结果显示，样品不发生裂纹破坏，完全达到GB/T 17671—2017的抗冻要求，有较好的抗冻性能。
经过本次试验，结果表明，该砂浆符合GB/T 17671—2017《建筑用聚合物砂浆性能试验方法》的要求，具有较好的抗折强度、抗压强度、粘结强度、抗冲击性能及抗冻性能，可以满足日常施工要求，强度满足施工设计要求。
聚合物水泥砂浆的应用性分析
聚 合物胶 液加 入水 泥砂 浆 中后 ． 随着水 泥化 吸收水 分 ， 失水 后 度高 、 凝结快 、 耐冻性好。 另外还可用高铝酸盐水泥 。 近年来 ， 出现 了一 的聚合物颗粒 逐渐聚集形 成三维空 中连 续的网状聚合 物膜 结构 。这 种专 门用于聚合物干粉改性砂浆 的铝酸钙水泥 ． 这种水泥是用一定 比 种膜粘 附于 水泥水 化产 物 ． 骨料 表面 ． 水 泥石也 穿过 聚合 物 网孔 形 例含有三氧化二铝和氧化钙经熔化或煅烧 ． 然后将获得的熟料磨细而 成 了空间连 续 的网状 结构 ．两 种网状 结构 互相 穿透 交结缠 绕在 一 成 。 起． 形 成连续致 密的基体 结构 。这 种结构 提高 了界 面过 渡区 的致 密 ２ ． ３矿物掺合料 程度 ． 改善 了骨料 与水 泥水 化产 物的 粘结 ． 所 以提高 了水 泥砂浆 的 矿物掺合料 （ 硅灰 、 粉煤灰 、 矿渣 等 ） 本身就可 以作 为一种水泥砂 强度。 浆 的改性材料 把矿物掺合料 和聚合物双掺在砂浆 中． 能综合利用两 这种结构 中聚合 物网膜结构穿 透过 水泥石 中的气 孔 、 裂隙 ， 减 少 种改性材料的特点 ． 优势互补进一 步改善砂浆的性能 并穿梭连接 ， 形成 一个具有 弹性 的“ 铰” 的结构 ， 即分 散了应 力集中 ． 又 ２ ． ４砂 增加了抵抗变形能力 即使 在应力作 用下产 生裂 隙 ． 由于聚合物横跨 般用河砂 ， 要求含泥量不 能过高 。 裂纹而抑制裂纹 的发展 ． 因而提 高了硬化体 的断裂韧性 、 变形 性和抗 ３ ． 硬 化 聚 合 物 砂 浆 的 力 学性 能 裂性。 ３ ． １ 抗 压 强 度 聚合物颗粒与水泥水化产物之间发生离子键 型的化学 结合 ． 这种 现有大部 分的研究都认 为聚合物改性砂浆 的抗压 强度要低于普 结合会影响聚合物成膜 和水 泥水化进程 聚合物颗粒与水泥水化产物 通砂浆 的抗压 强度 ． 但是还存在 另外 的一种观点 ． 就是认 为聚合物改 之间还可能存在氢键 、 范德华力的相互作用 。 这些化学键 的作用 ． 对硬 性砂浆 的抗压强度要高于普通砂浆 的抗压强度 ． 这是 因为聚合物具有 化体结构会产生有利的影响 减水效应 ， 能降低砂浆的用水量 ， 从而提高砂浆的抗压强度 。 之所 以存 １ ． 聚合物水泥砂浆的改性机理 在这样对立的观点 ． 有可能是砂浆单位体积 内的水与聚合物 的相对含 水泥砂浆作为一种复合 材料 ． 骨料和水泥基 之间的界面过渡 区是 量 的问题 在聚合物砂浆中水泥的水化和聚合物的成膜是一对矛盾 ． 材料的薄弱环节。在界面过渡区 ． 水灰 比高、 孔 隙率 大 、 氢氧化钙和钙 水泥水化需要水分 ， 而聚合物的成膜要求失去水分 。在砂浆 中聚合物 矾石多 ． 晶粒粗 大 、 氢氧化钙 晶体取 向生长 。要 改善水泥基 材料的性 由于具有 减水 作用 ． 应该能增加 砂浆的强度 ． 但 由于前 面所讲的聚合 就应该调节砂浆单位体积 内水与聚合 能， 就必须改善界面过渡区的结构 和性质 。聚合 物对水 泥砂浆的改性 物 降低抗压强度的因素的存在 ． 作用 ． 其实质 也是 改善材料 的界面过渡 区． 从 而使材料获得别 的材料 物的相对 含量 ． 使 其满足既能很 好的水化又能很好 的成膜 ． 从而能提 所不具有的性能 高砂浆 的抗压强度 （ １ ） 聚合物具有减水的效果。其表 现在配 制具有相同流动度的砂 ３ ． ２粘结强度 浆时 ． 掺有聚合物的砂浆的水灰 比要低 于普通砂 浆的水灰 比 这是 因 复合材料之间的界面粘结 作用可 以大致分为 以下五类 ： （ １ ） 吸附与侵润 。 为聚合物和矿物掺合料粉煤灰一样 的形态效应 ． 因为聚合物的 固体粒 径很小 ． 其直径一般在 ０ ． ０ ５ ～ ５ ｕ ｎ之 间 ｒ 这样的颗粒也可像粉煤灰 的颗 （ ２ ） 相互扩散 。 粒一样 ． 既可起到滚珠的作用 ． 又具有 较高的表 面活性 。 从而能起到减 （ ３ ） 静 电吸引 。 水效应 。 （ ４ ） 化学键合 （ ５ ） 机械粘着 。 （ ２ ） 在砂浆 中掺加聚合物 后 ． 氢氧化钙也会 沿着聚合物 固体颗粒 生长 ． 有利于打乱氢氧化钙的取向生长。另外 ， 由于聚合 物的特殊性 ， 聚合 物改性砂浆 的粘结 强度可 以分为砂浆 内部和把砂浆用于修 它会在高于其最低成膜温度下 凝聚成膜 ． 形成 的膜能将水泥水化生成 补材料时新老界面之间的粘结 强度 。 砂浆 内部的粘结性能在前 面已有 的氢氧化钙包 围起来 ． 连成一个 整体 ． 可 以有效 的降低氢氧 化钙对材 介 绍 ， 即在 界面处分为机械粘合 、 物理吸引 、 化学键合 ， 正是因为有这 料耐久性 的不 良影响 样 的效果使得砂浆浆体的粘结强度增 大。 当聚合物改性砂浆作为一种 （ ３ ） 由于 聚合 物成膜 的过程 发生在水泥水 化的过程 中 ． 水 分用于 修 补材料 时 ． 与普通的砂浆相 比也表现 出有 良好 的粘 结强度 ． 之所 以 水化 以及被蒸发 ． 聚合物就在 整个基体 中形 成一个坚韧 、 致 密的网络 有 比普通砂浆强 的粘结强度 ． 这有可能是 聚合物砂浆在新老界 面出也 薄膜状网络结构 。 分布在水泥砂 浆骨架 之间 ， 填 充空隙 ， 切断了与外界 能形成那样的界面结构 ． 并且聚合物还能扩散到老砂浆 中的空 隙中去 的通道 ． 进一步改善了材料的性 能 成膜 ． 进一步增强粘结强度 ２ ． 聚 合 物 水 泥 砂 浆 的 材 料 ３ ． ３弹性模量 ２ ． １聚合物 聚合物改性砂浆的弹性模 量要低 于普通砂浆 的弹性模量 ． 因此 聚 对能用于砂浆改性的聚合物 ． 其性 能要求 十分重要 聚合物在发 合 物沙浆 比普通 的砂浆有更大的变形性 。 挥其优点 的同时 ． 不能对砂浆带来 负面 的影 响 ． 如不能影 响水 泥的充 ３ ． ４耐 久 性 分水化 。 对水泥石的基体没有腐 蚀作用 ． 对环境没有 污染作用等 。 现 阶 由于聚合物对砂浆的改性作用 ． 提 高了砂浆 的耐久性 如砂浆 的 段用于改 性砂浆的聚合 物的种类主要 有以下一些 抗渗能 力得到了提高 ． 吸水性 降低 ． 砂浆承受冻融 循环的能力也得到 其 中最常用 的就是 图中划横线的聚合物。有 丁苯乳 液（ Ｓ Ｂ Ｒ ） 、 聚 了提高 。另外 ， 砂浆长期暴 露在野外 ， 其力学性能没有降低反有提 高。 丙烯酸脂 （ Ｐ Ａ Ｅ ） 、 聚 乙烯醋酸脂 （ Ｅ ｖ Ａ ） 、 丙苯乳 液（ Ｓ Ａ Ｅ ） 等。但 由于单 ４ ． 聚合物水泥砂浆的应用 品种 乳液用 于改性砂浆 时会有一些不足 ． 因此现 阶段 已经 出现通过 ４ ． １ 混凝土修补 材料 聚合物乳液的共混 ， 综合不 同乳 液的优点 ． 设计 出能实现不 同性能要 聚合物水泥砂浆 （ 修补砂浆 ） 已经广泛应用于混凝土结构加 固． 选 求、 适应不 同用途需要 的聚合物共混物用于改性砂浆 用聚合物改型砂浆作 为混凝土结构 的修补材料主要有以下理 由 ２ ． ２水 泥 （ １ ） 聚合物水 泥砂浆具有 良好 的粘结性和耐水 性。 用 于聚合物改 性砂浆 的水泥一般为普通硅酸盐水泥 ． 它 的早期 强 （ ２ ） 聚合物水泥砂浆不需要潮湿养护 ， 尽管最初两 （ 下转 第 ２ ５ １ 页）
聚合物水泥砂浆的应用性分析
聚合物水泥砂浆的应用性分析聚合物水泥砂浆的应用性分析摘要：把聚合物在改性水泥砂浆中的应用，在世界上已有很长的一段历史。
与普通的水泥砂浆相比，聚合物水泥砂浆具有很多优良的性能。
现对聚合物改性砂浆的改性机理、改性砂浆性能以及改性砂浆的应用情况作详细介绍。
关键词：聚合物；砂浆，改性；应用前言早在1923年，英国人Gresson就把聚合物应用于路面材料而获得专利。
我国在这一方面的研究起步较晚，还是近十几年发展起来的。
1990年在上海举行了第6届国际聚合物混凝土会议，大大地加速了我国在这一方面研究与应用的进步。
1聚合物水泥砂浆的改性机理水泥砂浆作为一种复合材料，骨料和水泥基之间的界面过渡区是材料的薄弱环节。
在界面过渡区，水灰比高、孔隙率大、氢氧化钙和钙矾石多，晶粒粗大、氢氧化钙晶体取向生长。
要改善水泥基材料的性能，就必须改善界面过渡区的结构和性质。
聚合物对水泥砂浆的改性作用，其实质也是改善材料的界面过渡区，从而使材料获得别的材料所不具有的性能。
（1）聚合物具有减水的效果。
其表现在配制具有相同流动度的砂浆时，掺有聚合物的砂浆的水灰比要低于普通砂浆的水灰比。
这是因为聚合物和矿物掺合料粉煤灰一样的形态效应，因为聚合物的固体粒径很小，其直径一般在0.05～5um之间。
这样的颗粒也可像粉煤灰的颗粒一样，既可起到滚珠的作用，又具有较高的表面活性，从而能起到减水效应。
（2）在砂浆中掺加聚合物后，氢氧化钙也会沿着聚合物固体颗粒生长，有利于打乱氢氧化钙的取向生长。
另外，由于聚合物的特殊性，它会在高于其最低成膜温度下凝聚成膜，形成的膜能将水泥水化生成的氢氧化钙包围起来，连成一个整体，可以有效的降低氢氧化钙对材料耐久性的不良影响。
（3）由于聚合物成膜的过程发生在水泥水化的过程中，水分用于水化以及被蒸发，聚合物就在整个基体中形成一个坚韧、致密的网络薄膜状网络结构，分布在水泥砂浆骨架之间，填充空隙，切断了与外界的通道，进一步改善了材料的性能。
聚合物产品在水泥砂浆中的作用以及影响
聚合物产品在水泥砂浆中的作用以及影响聚合物产品在水泥砂浆中的作用以及影响随着我国经济的快速发展，建筑工程也在全面推进。
其中，水泥砂浆作为建筑工程中不可离开的建筑材料之一，在建筑工程中扮演着极其重要的作用。
作为一个复杂的体系，水泥砂浆需要的物质、助剂及条件都十分复杂。
目前，在水泥砂浆中加入一些聚合物产品，可以有效地改善水泥砂浆的性能，增强水泥砂浆的抗拉、强度、防水性等。
本文将主要介绍聚合物产品在水泥砂浆中的作用以及影响。
一、聚合物产品在水泥砂浆中的作用1.增强水泥砂浆的强度和硬度加入聚合物产品的水泥砂浆可以增加水泥砂浆中的强度和硬度，增强其整体的抗压性和抗冲击性。
最常见的聚合物产品包括乳液型聚合物、纤维素和纤维素醚及纤维素醚衍生物等。
这些聚合物中的分子结构可以插入到水泥砂浆中的微孔中去，进而形成一种具有弹性的结构，使得水泥砂浆更加坚硬，从而增强了其整体的承载能力和强度。
2.提高水泥砂浆的粘结力和韧性加入聚合物产品的水泥砂浆可以改善其粘结力和韧性，从而增强其稳定性和抗裂性。
乳液型聚合物具有极强的黏性，能够有效地填补原来的空隙和裂缝，使得水泥砂浆与建筑结构的贴合更加紧密。
而纤维素和纤维素醚可以有效地提高水泥砂浆的韧性和耐久性，使得水泥砂浆具有出色的抗渗性和抗冻性能，从而有效地提高了构筑物的寿命。
3.改善水泥砂浆的透气性和耐久性加入一些聚合物产品可以改善水泥砂浆的透气性和耐久性，从而降低建筑施工过程中的热效应和水汽渗透问题。
特别是在高性能混凝土和高流动性混凝土施工中，注入聚合物产品能够大大降低水泥砂浆的含气量和气孔数量，同时提高砂浆的密实性和致密性，增强砂浆的稳定性和抗冻性能。
二、聚合物产品在水泥砂浆中的影响1.影响施工性能聚合物产品的加入往往会影响水泥砂浆的密集性和翻盘性，造成砂浆的颜色或外观变化，甚至会降低砂浆的流动性和粉化程度，增加施工的难度和复杂度。
2.影响有效性由于聚合物产品中包含多种活性物质、助剂和改性成分，因此，聚合物产品的有效性会受到许多因素的影响，如酸碱度、温度、相平衡、搅拌时间等，这些因素都会在水泥砂浆中产生不同的化学变化，对聚合物产品的作用产生影响。
水泥砂浆实验实训报告范文
一、实验目的本次水泥砂浆实验实训旨在通过实际操作，让学生了解水泥砂浆的配制原理、施工工艺以及性能测试方法。
通过实验，使学生掌握水泥砂浆的基本性能，提高学生对建筑材料性能的检测能力，培养实验操作技能和科学严谨的实验态度。
二、实验原理水泥砂浆是由水泥、砂、水按一定比例混合而成的建筑材料，具有良好的粘结性、耐久性和可塑性。
水泥作为胶凝材料，在加水后硬化，将砂粒粘结在一起形成砂浆。
砂浆的性能取决于水泥、砂、水的比例以及施工工艺。
三、实验材料与仪器材料：- 水泥：普通硅酸盐水泥- 砂：中粗砂- 水：符合国家标准的生活用水仪器：- 砂浆搅拌机- 砂浆试模- 电子秤- 水准仪- 抗折试验机- 抗压试验机- 湿度计四、实验步骤1. 砂浆配制：- 称取水泥和砂，按设计配合比进行称量。
- 将水泥和砂倒入砂浆搅拌机中，加入适量的水。
- 开启搅拌机，搅拌3-5分钟，直至砂浆搅拌均匀。
2. 砂浆试件制备：- 将搅拌好的砂浆均匀地倒入砂浆试模中。
- 用平板振动器振动，使砂浆密实。
- 用水平仪校正砂浆试件表面，确保平整。
- 待砂浆初凝后，脱模。
3. 性能测试：- 抗压强度测试：将脱模后的砂浆试件放入抗压试验机中，进行抗压强度测试。
- 抗折强度测试：将脱模后的砂浆试件放入抗折试验机中，进行抗折强度测试。
- 水化热测试：将砂浆试件放入恒温恒湿箱中，测试其水化热。
五、实验结果与分析1. 抗压强度：- 实验结果显示，砂浆的抗压强度随着养护时间的增加而提高。
- 在养护7天后，砂浆的抗压强度达到最大值，之后逐渐稳定。
2. 抗折强度：- 实验结果显示，砂浆的抗折强度与抗压强度趋势相似，随着养护时间的增加而提高。
- 在养护7天后，砂浆的抗折强度达到最大值。
3. 水化热：- 实验结果显示，砂浆在养护初期水化热较高，随着时间的推移，水化热逐渐降低。
六、实验结论通过本次水泥砂浆实验实训，我们得出以下结论：- 水泥砂浆的性能与其组成材料、配合比以及施工工艺密切相关。
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图 3 氯离子浓度与经过时间的关系
图 5 集料与水泥浆体间的显微硬度与硅灰掺量的关系 ( PAE = 15 %)
214 红外线分析 为了考察 PA E 与水泥水化生成物[ Ca (O H)2 ]之间的反
应性 , 进行了红外光谱分析 。单独的 PA E 、Ca (O H) 2 和 PA E 加 Ca (O H) 2 的混合物的红外谱图如图 7 所示 。图中 , 在 1740 c m - 1 处 的 峰 值 为 PA E 中 的 COO - 的 峰 值 , 1550c m - 处的峰值为 Ca (O H) 2 与 PA E 反应生成物的峰 值 。这一结果表明 , PA E 与水泥水化反应生成物 Ca (O H) 2 之间能产生化学反应 。 215 讨论
(4) 红外线分析表明 , 聚合物中的 COO- 与水泥水化产物 Ca (OH) 2 之间能够发生反应 , 从而使聚合物水泥砂浆的组织 结构进一步致密 , 提高了水泥浆体的不透水性和化学抵抗 性。
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水泥 :普通波特兰水泥 ; 聚合物 :丙烯酸酯共聚乳液 ( PA E) ; 硅粉 : SiO 2 含量为 91. 7 % ; 集料 :石英砂 。 硅粉采用内掺法 , 聚合物采用外掺法 , 砂与胶凝材料之 比为 1. 5 :1 。试验采用萘系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 。
112 实验方法 砂浆试件制作时 , 首先将硅粉加水或加入水 、PA E 和减
水剂的混合液 , 搅拌均匀后 , 将其倒入已混合均匀的水泥和 砂中继续搅拌三分钟 。试 件 尺 寸 为 40 ×40 ×160m m 和
70 ×4m m 两种 。试件成型后 ,置于温度 20 ±3 ℃,湿度 80 % 以上的环境中养护一天后脱模 ,对不掺 PA E 的试件 ,在温度 20 ±3 ℃, 湿度 95 %以上的养护室内养护至 28 天 , 对掺入 PA E 的试件 , 首先在温度 20 ±3 ℃, 湿度 95 %以上的养护室 内养护 7 天 , 然后置于温度 20 ℃, 湿度 60 %的恒温恒湿养护 室内养护至 28 天 。抗折强度和抗压强度的测定采用 40 × 40 ×160m m 的试件 , 氯离子渗透性 (有效扩散系数) 的测定 采用 70 ×4m m 的试件 。氯离子的扩散试验参照[ 2 ] [ 5 ] 。界 面显微硬度的测定和红外线分析参照[ 2 ] [ 3 ]进行 。 2 实验结果与讨论 211 硅粉聚合物水泥砂浆的强度特性
关键词 :聚合物 、硅粉 、水泥砂浆 、有效扩散系数 、显微硬度
0 前言 聚合物改性水泥砂浆与普通水泥砂浆相比 , 有较高的抗
折强度 、抗拉强度 、延伸能力 、不透水性 , 与钢筋的粘结力也 较大 。因此 ,聚合物改性水泥砂浆广泛应用于各种防腐工程 、 混凝土构筑物的修补材料及地面 [1 ] 。近年来 , 人们对聚合物 改性水泥砂浆的强度特性 、耐腐蚀性和细孔结构进行了较多 的研究 , 但有关聚合物水泥砂浆中掺入硅粉的研究报告很 少 。本文研究了掺入比表面积为 23. 2m2 / 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 ; 测量了集料与水泥浆体之间的界面显微硬度 及氯离子在水泥砂浆中的渗透性 。采用红外光谱探讨了聚合 物与水泥水化产物[ Ca (O H)2 ]之间的化学反应 。实验结果表 明由于硅粉的火山灰反应 、聚合物的减水效应和填充效应 , 使水泥浆体的孔隙率减少 、密实度增加 , 在硅粉和聚合物的 双重作用下 , 水泥砂浆的抗折强度和抗压强度有了明显的提 高 , 水泥浆与集料界面区的最薄弱点的显微硬度提高 , 氯离 子在水泥砂浆中的有效扩散系数减少 。 1 原材料与实验方法 111 使用材料及聚合物水泥砂浆的配合比
图 2 聚合物 、硅粉掺入量对砂浆抗压强度的影响
212 氯离子的渗透性 有关氯离子渗透性的研究报告较多[4 ][5 ] 。氯离子的有效
扩散系数与所用原材料的化学成份 、水泥砂浆的孔结构和密 实度 、集料与水泥浆体间的界面结构等有关 。但在聚合物和 硅灰双掺情况下 , 氯离子在水泥砂浆中的扩散研究报告很 少 。硅灰和聚合物双掺情况下 , 通过水泥砂浆试件扩散的氯 离子的浓度与经过时间的关系如图 3 所示 。由图可知 , 随着 时间的增加 ,氯离子的渗透量线性增加 ,但 PA E 的掺入量对 直线的斜率有较大的影响 , 根据直线的斜率 , 可以计算出氯 离子的有效扩散系数 。
掺硅粉的聚合物水泥砂浆的抗折强度和抗压强度如图 1 , 图 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 PA E/ C = 15 % ,硅粉掺入量为 15 %时 ,硅 灰聚合物水泥砂浆的抗折强度高达 14. 8M Pa ,与不掺 PA E
表 1 聚合物水泥砂浆的配合比
同时 , 掺入硅灰和 PA E 的水泥砂浆的氯离子有效扩散 系数计算结果如图 4 所示 。随着 PA E/ C 和硅灰掺入量的增 加 ,氯离的有效扩散系数明显减小 。 213 界面显微硬度
图 4 硅粉掺量 、PAE/ C 与氯离子有效扩散系数的关系
集料与水泥浆体间的界面粘结性能对水泥砂浆的强度 和不透水性等有较大的影响 。掺入 PA E 和硅粉的水泥砂浆 中集料与水泥浆体间界面显微硬度的测试结果如图 5 、6 所 示 。由图可知 , 界面显微硬度从界面至约 30n m 处逐渐降至 最低点 , 此后逐渐提高 , 约离界面 60n m 后 , 集料周围的界面 显微硬度基本不变 。界面显微硬度的分布随硅灰和 PA E 的 掺入量的多少而变化 。随 PA E 或硅粉的掺入量的增加 ,界面 处的显微硬度提高 。离开界面约 70n m 以外的水泥浆体的显 微硬度不受界面的影响 , 界面区域 (0～70n m) 的最薄弱点的 显微硬度与水泥浆体 (70n m 后) 的显微硬度之差随 PA E 和 硅粉的掺入而减小 。
(2) 聚合物的填充效果 : 水泥水化硬化过程中 ,聚合物填 充在砂浆的微裂缝 、孔隙 、集料与水泥浆体界面区域的孔隙 中并在其中固化 ,从而增加了砂浆的密实性和不透水性 。
(3) 火山灰效应 : 水泥水化生成物 Ca (OH) 2 与硅粉中的 活性 SiO2 发生反应 , 降低了水化水泥浆体中 Ca (OH) 2 的数 量 ; 而且含硅粉的水泥石中大孔体积降低 ,小孔增多 ,连通孔 减少 , 从而减少了 Ca (OH) 2 在集料周围的定向分布 , 提高了 集料与水泥浆体之间的界面显微硬度 。
水泥砂浆中掺入聚合物ina Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
2000 年第 5 期
混凝土与水泥制品
(4) 微细粒子填充效应 :硅粉的比表面积为 23. 2m2 / g ,水 泥的比表面积为 3560cm2 / g , 细小的球状硅粉颗粒可以填充 于水泥颗粒之间 , 使胶凝材料具有好的级配 , 降低其标准稠 度下的用水量 。同时 , 硅粉对水泥粒子的填充性使水泥石的
O 2RCOO- + Ca2 + → [ RCOO] - Ca2 + [ OOCR] -
总第 115 期
密实性提高 , 降低了填充水泥粒子间空隙的用水量 , 使水泥 浆的流动性提高 。
(5) PAE 与水泥水化生成物 Ca (OH) 2 的反应 : PAE 中含 有大量的酯基 COO- , 水泥水化生成大量的 Ca (OH) 2 , 酯在碱 的环境中会发生水解 , 生成的羧酸根离子 COO- 可与 Ca2 + 发 生反应 ,即 :
根据上述反应 ,在 C - S - H 凝胶或 Ca (OH) 2 结晶表面生 成[ RCOO] - Ca2 + [ OOCR] - ,这种以 Ca2 + 桥连的离子键大分子 体系形成交织的网络结构 , 可以增强结构的致密性 , 导致水 泥浆体的密实度增加 。
由于上述原因 , 水泥砂浆的抗折强度 、抗压强度提高 , 水 泥砂浆中的集料周围的显微硬度增加 , 氯离子在砂浆中的有 效扩散系数减小 。 3 结论