环氧水泥砂浆的改性机理

通过对环氧改性水泥净浆的水化程度和砂浆的孔结构研究，借助于扫描电镜分析，探讨了聚合物对水尼砂浆的改性机理，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，一部分聚合物在硬化浆体中形成了不连续的薄膜。所以聚合物的必性作用是上述两方面的综合作用     

水泥基复合胶凝材料改性聚合物修补砂浆的试验研究

针对硫铝酸盐水泥基修补材料凝结时间快、抗折强度倒缩等问题,提出以普通硅酸盐（PO）- 硫铝酸盐水泥（SAC）复合改性聚合物快速修补材料性能,探究 PO-SAC 复合胶凝体系对聚合物修补砂浆的新拌性能和力学性能的影响,并且进一步研究了复合体系对砂浆界面粘结性能的影响,采用 SEM 分析解释宏观性能变化。结果表明：当 PO 占复合胶凝体系比例达 90% 时,聚合物修补砂浆的凝结时间相比 SAC 明显延长,满足修补需求;流动性能良好,砂浆呈现微膨胀性,28 d 时的收缩率为 -3.21×10-4;早期强度高,1 d 抗压强度达到 26.1 MPa,且后期抗压、抗折强度增长幅度大;界面粘结性能优异,28 d 粘结强度可达到 4.4 MPa。随着PO 的掺入,复合胶凝体系的水化产物钙矾石（AFt）会逐渐减少,砂浆微观形貌不致密,不利于水泥浆体早期强度和收缩的发展。     

纳米SiO2分散液对水泥基材料性能的影响及机理

对团聚粒径较大的沉淀纳米SiO2微粉进行湿法球磨,制备纳米SiO2分散液,研究了掺纳米SiO2分散液对新拌和硬化水泥基材料性能的影响及机理。结果表明:纳米SiO2掺量为1%时,随球磨时间延长,其促进水泥水化、改善新拌水泥砂浆流动性和对硬化水泥砂浆的增强效果均渐趋显著,其原因是由于球磨处理可有效减小纳米SiO2团聚粒径,改善其吸钙能力和填充效应;纳米SiO2掺量增加到2%时,其对砂浆流动性和强度的进一步改善未见明显效果,其原因可能是由于掺量较高时,其发挥填充效应所需纳米SiO2出现冗余,而硬化团聚颗粒本身因强度和弹性模量较小,反而成为硬化水泥石中的薄弱环节。     

镍体系(NiCl2/PPh3)催化的表面引发反向原子转移自由基聚合制备有机/无机杂化材料

考察了以过氧基团改性的纳米SiO2为引发剂,NiCl2/PPh3为催化体系的甲基丙烯酸甲酯(MMA)的反向原子转移自由基聚合(ATRP).通过纳米SiO2与氯化亚砜反应,得到了表面由氯-硅基团改性的纳米SiO2,然后再将其与叔丁基过氧化氢(TBHP)反应,在纳米二氧化硅表面成功引入过氧基团,得到了过氧基团改性的纳米SiO2粒子.结果表明,通过调控Ni2 和Ni 之间的变价关系,使得整个聚合反应具有活性自由基聚合的特征.通过酯交换反应,即将聚甲基丙烯酸甲酯接枝的纳米SiO2杂化粒子与氢氟酸反应,可将聚合物层从二氧化硅粒子表面成功解离.GPC结果表明,该纳米材料聚合物接枝层的分子量基本可控,分子量与单体转化率呈线性关系,ln([M0]/[M])与反应时间成正比,两者成线性关系.AFM分析表明,聚合后聚合物链均匀接枝到纳米SiO2表面,得到了分散稳定的以二氧化硅粒子为核,聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳杂化粒子.     

聚合物干粉改性水泥砂浆性能及应用研究

研究了掺羟乙基甲基纤维素醚和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉的改性水泥砂浆的各项物理性能及其断面形貌。试验结果表明,2种聚合物均具有很好的保水功能,能使砂浆的水分更多、更长时间地保留在水泥浆体中,从而保证了水泥砂浆的充分水化,减少了浆体的分层离析现象,使砂浆具有良好的施工和易性;聚合物的引气功能,使新拌水泥砂浆的体积密度下降,且引入的空气在硬化砂浆中形成孔径小且分布均匀的微孔,因而改性砂浆的抗吸水能力提高;聚合物的种类、掺量对砂浆的各项性能有很大的影响,复掺能充分发挥不同聚合物对砂浆的改性作用,且聚合物间存在一个合适的掺量范围。聚合物改性水泥砂浆适合商品化生产,通过改变聚合物的掺量可满足现代施工对砂浆不同功能的需求。     

聚合铝改性磷石膏基超硫矿渣胶凝材料制备与性能研究

以硫酸盐为主要激发剂,辅以少量硅酸盐水泥激发矿渣,破坏矿渣玻璃体的空间结构,促进矿渣水化,研制出一种低污染环境友好型胶凝材料——磷石膏基超硫水泥。使用新型活性聚合铝为添加剂解决超硫水泥早期强度较低、凝结时间长的问题。对活性聚合铝改性超硫水泥的凝结时间、长期力学性能作了研究;使用水化热、XRD、SEM等测试技术分析其改性提升机理。研究结果表明:掺入活性聚合铝可显著加快超硫水泥早期水化速率,促进胶凝材料水化,提高硬化胶凝材料密实度。     

缓凝剂对改性磷铝酸盐水泥水化的作用机理

与传统硅酸盐基油井水泥相比,改性磷铝酸盐水泥具有优秀的耐腐蚀特性,但其稠化时间不易控制,难以用于实际工程。以自制木质素磺酸钠接枝聚合物为试验用改性磷铝酸盐水泥缓凝剂,测试水泥浆掺入一定量缓凝剂的稠化时间,考察缓凝剂对水化放热的影响,借助XRD分析不同龄期的水化产物,并以此分析缓凝剂对水泥水化的作用机理。结果表明:自制木质素磺酸钠接枝聚合物缓凝剂能显著延长改性磷铝酸盐水泥浆的稠化时间,且使浆体具有"直角稠化"特性;缓凝剂大幅降低早期水化放热量,进而抑制水泥的快速水化;基于各龄期的水化热分析,将缓凝剂的作用过程分为从起始作用到作用失效的六个阶段;缓凝剂的作用机制是其对浆体中Ca2+的"键合作用"及对熟料矿物和水化产物吸附作用的协同。     

聚合物乳液改性水泥砂浆基本性能研究

为开发高性能的表面修补材料,选用2种聚合物乳液对水泥砂浆进行改性,并对聚合物乳液改性水泥砂浆进行了室内抗压强度、抗折强度、黏结抗折强度、吸水率和孔结构分析等试验.结果表明,聚合物乳液的使用明显提高了砂浆与原混凝土的黏结抗折强度、降低了砂浆的吸水率,改善了砂浆的孔结构分布形态.     

纳米SiO2的改性及其复合电解质的性能分析

锂离子电池具有高电压、高容量和高比能量等特点,是重要的储能器件。针对传统的液态锂离子电池容易发生电解液泄漏、燃烧爆炸和短路等问题,聚合物锂离子电池虽可以较好地解决安全问题,但仍存在电导率、离子迁移分数和力学性能较低等因素。以叔丁醇钾与纳米SiO2表面的羟基进行反应,再将1,3-丙磺酸内酯进行接枝反应,对纳米SiO2表面进行接枝改性;以改性和未改性的纳米 SiO2与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯进行聚合反应,制备SiO2/P（ MMA-S）复合聚合电解质。FT-IR和TGA研究结果表明,纳米SiO2表面含有丙磺酸锂基团。采用扫描电镜研究改性前后的纳米SiO2颗粒的形态,发现改性后纳米SiO2粒度分布均匀、团聚减弱。SiO2/P（ MMA-S）复合聚合物电解质的研究结果表明,含有质量比为6℅的改性纳米SiO2的复合电解质膜的吸液率可达310℅,经历15 d失重率不超过18℅,抗拉强度可达40.0 MPa以上,断裂伸长率也超过40℅,交流阻抗法测定其室温电导率可达3.98×10-3 S/cm。     

镁渣等工业废渣应用现状的研究及前景分析

镁渣矿物属于介稳的高温型结构,结构中存在活性的阳离子,所以,镁渣本身具有很高的水化活性,水化后生成水化硅酸钙凝胶,镁渣作为破胶凝材料是可行的,镁渣中的[SiO4]4-更易丢失,链断裂,形成类似于有机-无机杂化物的结构,在镁渣中掺入一定的硅酸盐水泥或磨细硅酸盐水泥熟料和磨细矿渣,以提高镁渣胶凝材料的耐久性,镁渣作为砂浆的胶结材料是非常理想的,镁渣不但可以提高砂浆的和易性,而且还可以提高砂浆的强度和耐久性,镁渣中掺入一定量的轻骨料,可制作轻质保温墙体材料或制成屋面材料。     

粉煤灰对硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏三元体系性能的影响

硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏三元体系具备明显的快硬、快凝、补偿收缩的性能,在该体系中掺入粉煤灰可以部分取代水泥降低成本,改善三元体系的工作性能,满足不同修复工程的需要.研究了不同掺量粉煤灰对三元体系的水化历程的影响,测试了浆体流动度、凝结时间以及硬化砂浆的强度和体积变形性能,并用X-射线衍射分析(XRD)对微观结构进行分析.结果表明:粉煤灰可以提高三元体系的流动性,并且延长其经时损失,当掺量大于20%时,三元体系的凝结时间明显延长.随着粉煤灰掺量的增加,硬化砂浆的强度降低,早期体积膨胀率减小但后期不收缩.综合考虑,粉煤灰的掺量控制在20%~30%,可以满足实际工程的需要.     

掺纳米SiO2、粉煤灰高性能混凝土的力学性能试验研究

为了研究纳米SiO2对高性能混凝土工作性和力学性能的影响,将纳米SiO2掺入到高性能混凝土中,通过对基准混凝土,粉煤灰混凝土,纳米SiO2、粉煤灰混凝土进行对比试验,研究纳米SiO2对高性能混凝土的坍落度、抗压强度、劈裂抗拉强度的影响.结果表明:将纳米SiO2掺入到混凝土中,其抗压强度、劈裂抗拉强度、拉压比和工作性都有所提高;纳米SiO2和矿物掺合料具有叠加效应,对混凝土早期强度特别是7 d的强度具有明显的降脆增韧作用.     

用普通水泥制备泡沫混凝土基体材料的研究

以普通硅酸盐水泥作基材制备泡沫混凝土,为了与泡沫的稳定时间相匹配,研究采用在普通水泥中掺入一定量的高铝水泥和碳酸锂来调整水泥浆的凝结时间.研究表明,掺入8%的高铝水泥,初凝时间20 min,加入高铝水泥2%的碳酸锂后,初凝时间仅12 min.XRD、孔结构分析表明:在普通水泥中碳酸锂,有LiH(AlO2)2·5H2O沉淀物生成,加速了铝酸钙的水化,但水化3 d浆体有害孔数量增加.     

纳米SiO2和纳米CaCO3增强混凝土强度的试验研究

为了研究纳米SiO2、纳米CaCO3对混凝土力学性能的影响,进行了混凝土抗压强度和抗劈裂强度试验.纳米SiO2以0.5%,1.0%,2.0%,3.0%,纳米CaCO3以1.0%,3.0%等量取代水泥,标准养护7,28,78,128 d后进行混凝土强度测试.结果表明:纳米SiO2以3%等量取代时可以加速混凝土中C-S-H凝胶在水化早期和二次水化反应中的形成,从而提高混凝土的抗压和劈裂强度,从经济的角度考虑纳米SiO2的最优掺量为2%;纳米CaCO3可以吸收Ca(OH)2,促进水化碳铝酸钙的生成而提高混凝土的强度,其最优掺量为3%.     

纳米SiO_2/有机氟改性聚丙烯酸酯无皂乳液的合成及应用

采用无皂乳液聚合技术和溶胶凝胶技术,合成了纳米SiO2/有机氟改性聚丙烯酸酯无皂乳液,采用红外光谱、动态光散射对其结构进行表征.将乳液应用于织物防水整理,考察了整理剂浓度、焙烘温度及时间对织物防水性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察整理后织物的表面形貌.研究结果表明:无皂乳液较普通乳液稳定性更好,当整理剂浓度为70g/L、焙烘温度及时间分别为160℃和3min时整理工艺最佳.处理后的织物表面被含有90nm左右的纳米SiO2粒子的聚合物薄膜覆盖,其防水等级为90分,水的静态接触角为141°.     

聚丙烯酸酯乳液改性砂浆微观结构与改性机理

为了研究聚丙烯酸酯乳液（PA）改性砂浆硬化过程中微观结构的形成过程及改性机理,分析PA聚合物乳液在新拌水泥砂浆中的吸附特性,并模拟孔隙溶液和PA乳液之间相互作用.同时采用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDX）法表征了PA改性砂浆微观结构的演化过程.试验结果表明,PA颗粒将与孔隙溶液中的钙离子发生化学反应,PA聚合物将以不同的形态吸附在水泥砂浆的局部部位.在此基础上,考虑PA聚合物改性乳液与水泥基材料的反应,提出一种改进的聚合物改性与微观结构形成模型.这对研究聚合物改性水泥基材料的力学性能与推广聚合物改性水泥基材料在工程中的应用具有重要意义.     

聚丙烯酸酯乳液改性砂浆微观结构与改性机理

为了研究聚丙烯酸酯乳液(PA)改性砂浆硬化过程中微观结构的形成过程及改性机理,分析PA聚合物乳液在新拌水泥砂浆中的吸附特性,并模拟孔隙溶液和PA乳液之间相互作用.同时采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)法表征了PA改性砂浆微观结构的演化过程.试验结果表明,PA颗粒将与孔隙溶液中的钙离子发生化学反应,PA聚合物将以不同的形态吸附在水泥砂浆的局部部位.在此基础上,考虑PA聚合物改性乳液与水泥基材料的反应,提出一种改进的聚合物改性与微观结构形成模型.这对研究聚合物改性水泥基材料的力学性能与推广聚合物改性水泥基材料在工程中的应用具有重要意义.     

掺废橡胶微粒的再生混凝土物理力学性能

为了探索综合利用废弃混凝土和废弃轮胎2种废弃材料的可行性,研究了掺加废橡胶微粒的再生混凝土的物理力学性能.试验结果表明,橡胶微粒的掺入改善了新拌再生混凝土的工作性,显著减小了橡胶集料再生混凝土的密度,但其强度随之降低,与橡胶集料混凝土相近.经聚合物改性,水泥水化产物和橡胶微粒之间形成一层聚合物膜"桥",改善了水泥石结构形态,提高了橡胶集料再生混凝土的延性.     

聚合物包覆改性锰渣应用于复合保温砂浆试验

采用聚合物对水淬锰渣包覆改性,将包覆改性后水淬锰渣与玻化微珠组成复合骨料制备复合保温砂浆.研究了包覆改性溶液对水淬锰渣吸水率的影响,改性锰渣掺量、 胶凝材料配合比以及发泡剂掺量对保温砂浆性能的影响;利用SEM分析改性前后锰渣表面形貌的变化和胶凝材料水化产物的形貌.试验结果表明:使用质量比为1:3的苯丙乳液与有机硅母液作...     

SBR乳液对水泥砂浆长期收缩性能影响及机理分析

采用螺旋弓形测量仪分别测量了普通水泥砂浆和SBR（styrene-butadiene rubber）乳液改性水泥砂浆长期（1～90d）收缩变形,并通过孔径分布法、密度法和SEM图像法对28d砂浆的微观形貌及孔结构特征进行了分析,并对SBR乳液水泥净浆的水化热进行了测试。结果表明,乳液掺量超过水泥质量的3％后能有效改善砂浆长期收缩性能,特别是改善砂浆28d龄期前的收缩性能,且乳液掺量越大,砂浆收缩长期变形越小。SBR乳液对砂浆收缩性能改善机理主要有以下几点：1）SBR乳液的掺入减小了砂浆早期（72h前）水化热,起到减少收缩开裂的效果;2）在水泥水化过程中,乳液水分的丧失,形成了聚合物薄膜,起到了“微纤维”作用,限制了收缩;3）SBR乳液的掺入使砂浆的平均孔径、最可几孔径及中值孔径等特征孔径减小、有害孔及多害孔数量减少,而无害孔增多。表明乳液的掺入起到了改善砂浆微观结构的作用效果;4）使砂浆的总孔隙率略有下降,闭口孔隙率在总孔隙中所占比重大幅度增加,起到了保持砂浆内部水分的作用。