苯丙乳液改性砂浆的微观结构与性能(英文)

用2种具有不同性质的苯丙乳液来研究聚合物对砂浆各种性能的影响,测量了不同聚合物掺量下,聚合物改性砂浆的流动性及力学性能.通过测量砂浆凝结硬化过程中绝热温升来研究聚合物对砂浆中水泥水化过程的影响.用扫描电子显微镜观察了聚合物改性砂浆的微观结构.结果表明:由于聚合物成膜及其与水泥水化产物的相互作用.砂浆的力学性能得到显著改善.聚合物的性质不同,对砂浆性能的影响作用不同.环境扫描电子显微镜对新拌水泥浆的原位观察证实了乳液聚合物粒子在水泥颗粒上的迅速吸附,为解释聚合物对新拌砂浆流动性能的改善以及对水泥水化的延滞作用提供了直接证据.     

PVAc改性水泥砂浆耐化学腐蚀性能

采用聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液制备改性水泥砂浆,研究了PVAc改性砂浆经硫酸、硝酸、氢氧化钠、硫酸钠和汽油腐蚀后的强度残留比,并通过扫描电镜(SEM)观测了砂浆的微观形貌,采用X射线衍射仪(XRD)分析了经腐蚀后砂浆的物质组成.结果表明:水泥砂浆耐硫酸、硝酸腐蚀性能较差,但PVAc乳液可有效改善砂浆的耐酸腐蚀性能;PVAc乳液可一定程度改善水泥砂浆的耐硫酸盐酸腐蚀性能;高含量PVAc改性砂浆可应用于碱性环境;油污对普通水泥砂浆和聚合物水泥砂浆腐蚀效果均不明显;PVAc乳液胶膜可填充水泥砂浆的内部孔隙,有效阻塞了腐蚀介质进入,同时,PVAc胶膜具有弹性,可吸收膨胀应力,降低了膨胀破坏发生,从而改善砂浆的耐腐蚀性能.     

PB—g—PS胶乳改性水泥砂浆的微观结构及改性机理

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,在20℃、相对湿度（RH）为90％的标准养护箱中养护24h后脱模,且在两种养护条件下（在20℃水中养护6d,然后在20cC,RH为65％的空气中养护21d的混合养护或在20℃水中养护27d）。利用SEM考察了聚合物改性水泥砂浆（PMMs）的微观结构,微观结构分析表明：由于没有聚合物,未改性砂浆各组分彼此松散的结合在一起,相比之下,改性砂浆的结构更为致密,聚合物与水泥水化物形成了一个整体结构;在PMMs观察到了聚合物粒子的形态、不同的聚合物膜形态、不同的粒子结构、桥接结构、互穿网络结构、孔洞结构以及界面结构。综合上述微观结构得到了新的聚合物改性机理。     

PB-g-PS胶乳的制备及其改性水泥砂浆

采用种子乳液聚合法制备了聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)核壳结构胶乳,聚丁二烯与聚苯乙烯的质量比为70/30、50/50和30/70,并将3种胶乳用于改性水泥砂浆。在固定水灰质量比为0.5,温度为20℃、相对湿度(RH)为90%的标准养护箱中养护24h后脱模,在混合养护条件下(20℃水中养护5d,再于20℃相对湿度为65%的空气中养护21d,共养护28d),考察了聚灰比(聚合物与水泥质量比)和核壳比(聚丁二烯与聚苯乙烯质量比)对胶乳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。结果表明,在一定掺量范围内,改性砂浆的流动度随聚灰比的增加而增加,随核壳比的增加而降低;能显著降低改性砂浆的毛细孔吸水率;聚合物的加入对砂浆的力学性能产生重要影响,总体使抗压强度降低,部分改性砂浆的抗折强度降低较少。利用扫描电镜(SEM)考察了胶乳改性砂浆(LMMs)的形态结构,微观结构分析表明,改性砂浆的结构更加致密,胶乳在砂浆中可以形成聚合物膜,孔洞被氢氧化钙晶体和聚合物膜封闭,另外,聚合物膜和水泥基体已形成双连续的互穿网络结构,这些结构上的变化改善了砂浆性能。     

聚合物对砂浆热老化后防水及力学性能的影响

将可再分散沥青粉末(EAP)、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物(VAE)乳胶粉、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(SBA)乳液作为外加剂分别掺入水泥砂浆,通过热处理前后的吸水率测试、胶砂强度测试和微观形貌分析,研究了不同聚合物对水泥砂浆在70℃的耐热老化性能的影响。结果表明：试验采用的聚合物均可降低砂浆吸水率,且吸水率随聚合物掺量的增加而降低。SBA乳液的成膜性能优于粉体聚合物,因此SBA改性砂浆的表面防水效果最佳;两种可再分散聚合物粉末对比,同期热老化后EAP对砂浆防水改性效果优于VAE。经热老化后,沥青组分高温下具有一定的黏流性,EAP改性砂浆热老化后抗压强度降低,随EAP掺量增加,抗折强度先升高后降低,其强度变化主要体现为沥青组分在高温下的作用特点,VAE改性砂浆及SBA改性砂浆热老化初期聚合物膜结构阻碍水分迁移,热老化后期柔性的聚合物膜结构破坏造成强度高于热老化前的强度,其强度变化主要体现为传统聚合物改性砂浆的特点。     

可再分散性聚合物粉末的研究

自20世纪50年代起,人们就开始采用聚合物分散液与水泥混合以改进砂浆的某些性能。但聚合物乳液改性水泥基材料在使用中存在不少问题：首先表现在使用不方便,且聚舍物乳液的固含量不易准确测定,导致各纽分的配比难以准确操作：其次是聚合物乳液中至少含有50％的水,给运输、储存带来不便,因此,人们希望能用一种聚合物粉末来代替聚合物乳液来改性聚合物砂浆,使之拥有更优良的性能,可再分散性聚合物粉末的问世使这一希望变成现实,     

聚合物改性粘结砂浆的性能研究

本文介绍了一种新型聚合物改性粘结砂浆(PMBM),并研究了聚合物对粘结砂浆性能的影响,测试了砂浆的抗冻性、粘结抗拉强度、收缩率和吸水率等性能;利用扫描电镜等观察了聚合物改性粘结砂浆硬化体的微观结构,分析了苯丙乳液对水泥砂浆的改性机理.研究表明,聚合物能降低砂浆的压折比、吸水率和收缩率,改善砂浆的抗冻性及耐久性.聚合物掺量为20％时,PMBMs压折比小于3.0,符合粘结砂浆对压折比的要求;PMBMs收缩率为0.0351％,远小于普通粘结砂浆;经6次冻融循环后,试样的质量损失和强度损失分别为0.22％和-18.7％;粘结抗拉强度(28 d)为4.4 MPa远高于普通粘结砂浆(0.82 MPa);扫描电镜显示PMBMs内部孔隙具有光滑的孔壁结构.     

装配式建筑用聚合物乳液改性套筒灌浆料的制备及性能研究

本文利用醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液(EVA)、丙烯酸酯乳液(PAE)分别对装配式水泥基套筒灌浆料进行改性,制备了2种聚合物乳液改性套筒灌浆料。研究了聚合物乳液对套筒灌浆料流动度、抗压强度、吸水率、膨胀率、耐久性、拉伸性能和微观结构的影响,并进行了成本核算。结果表明：掺入聚合物乳液能显著改善灌浆料的流动度、抗压强度、吸水率、抗硫酸盐侵蚀和抗冻融侵蚀性能,而且PAE改性的套筒灌浆料的综合性能优于EVA改性;PAE改性能增强灌浆料整体内聚力和密实度,使得灌浆料的膨胀率基本无负面影响且无泌水现象,同时可以增强灌浆料接头的拉伸性能、抗拉强度以及黏结强度。当PAE掺量在0.3%～1.0%(质量分数)时,PAE改性灌浆料性能均满足相应国家标准要求,且制备成本较低。     

化学溶液预处理再生粗骨料对再生混凝土改性的影响

为研究不同浓度的硅酸钠溶液和硅烷溶液复合改性再生粗骨料对再生混凝土力学与变形性能及微观结构的影响,通过立方体抗压强度试验研究复合改性对再生混凝土力学性能的影响,同时基于数字图像相关(DIC)方法研究复合改性对再生混凝土变形性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)微观测试方法分析改性再生混凝土内部微观结构。结果表明:质量分数为5%的硅酸钠溶液和质量分数为10%的硅烷溶液改性后的再生粗骨料24 h吸水率降幅最大,由其制成的再生混凝土28 d抗压强度显著提高,较未改性再生混凝土提高了35.80%;硅酸钠溶液和硅烷溶液复合改性再生粗骨料可有效减小再生混凝土的变形,应力较大时,可阻止应力过度集中,使再生混凝土整体变形性能较好;此外,还可以改善再生粗骨料表面疏松结构和粗糙程度,加强骨料与砂浆界面过渡区(ITZ)性能,但对于新、旧砂浆ITZ性能的改善不明显。     

丙烯酸乳液改性水泥加固砂浆的性能研究

基于参编的《聚合物水泥加固砂浆》指标要求,采用丙烯酸乳液对加固砂浆进行了改性,并且研究了丙烯酸乳液的加入对加固砂浆凝结时间、力学性能、黏接性能及干缩性能的影响.结果表明:随着乳液掺量的增加,加固砂浆的初凝和终凝时间延长,抗折和抗压强度下降,黏接强度变大,干缩率降低.当乳液掺量为16.2％时,其综合性能较好,初凝和终凝时间分别缩短为120 min和160 min;28 d龄期下的抗压强度达到55.3 MPa,抗折强度达到14.2 MPa,黏接强度达到3.01 MPa,干缩率达到0.08％,均满足正在参编的《聚合物水泥加固砂浆》标准指标.进一步对比观察不同乳液掺量下加固砂浆的扫描电镜图像,从微观的角度印证了上述结论.     

Role of Ceria in Enhancing the Resistance of Aluminosilicate Refractories to Attack by Molten Aluminum Alloy

Rare-earth doping of aluminosilicate refractory compositions has been shown to impart improved resistance to attack by molten aluminum alloys. The basis for this improved alloy attack resistance was investigated. The addition of rare-earth oxide to bauxite was found to alter the microstructure to form large, uniformly shaped corundum crystals interlinked with cerium-containing strands. It was concluded that this unique microstructure was responsible for the enhanced attack resistance of the refractories. Other possible causes for improved alloy attack resistance, such as enhanced sintering, excess oxygen provided by the CeO₂ dopant, or higher thermodynamic stability of the phases formed in the doped refractory compositions, were not consistent with the experimental findings.     

硫酸盐侵蚀下硬化水泥浆体微结构演变及膨胀过程的数值模拟

根据硫酸盐侵蚀机理,利用改进的CEMHYD3D水化模型和随机概率方法,建立了硫酸盐侵蚀下硬化水泥浆体的微结构演变模型。在微观层次上,模拟了浆体孔溶液中硫酸根离子的自由扩散、随机碰撞和转化反应,分析了膨胀性侵蚀产物生长导致的微结构损伤和体积膨胀,计算了侵蚀过程中石膏和钙矾石的生成量及浆体的膨胀应变,并与已有试验结果对比分析验证了模型的合理性。在此基础上,数值模拟了硫酸盐侵蚀下不同水灰比水泥浆体的微结构演变及膨胀过程。结果表明：同一硫酸盐浓度下,硬化水泥浆体中氢氧化钙和含铝物相与孔隙的接触面积越小,浆体的膨胀应变越低;水灰比为0.25、0.30和0.35的硬化水泥浆体的孔隙填充程度分别达到9.09%、9.27%和9.41%时,浆体膨胀应变开始快速增大;硫酸盐侵蚀溶液浓度增大,浆体体积快速膨胀的时间提前。     

Chemical treatment on alumina–zirconia composites inducing apatite formation with maintained mechanical properties

Alumina–zirconia composites with submicrometric grain size were surface modified with the purpose to induce bioactivity using several chemical treatments. Among them, a quick attack by phosphoric acid induced on Zirconia Toughned Alumina (80–20 wt%) the formation of apatite-like calcium phosphate phases after immersion in simulated body fluid, indicating bioactivity induction. Such a treatment does not reduce the strength, hardness and ageing properties of this ceramic material, making it a suitable method for biomedical applications. Surface properties, topography and microstructure of oxide ceramics are also discussed.     

以胶东调水工程为例分析混凝土快速破坏机理

以山东胶东调水工程为例,系统研究了混凝土快速破坏机理。通过扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射和Raman谱分析研究了破坏混凝土水泥基体和析出物的矿物成分,并分析混凝土在实际工程环境中可能发生的化学反应和物理反应。结果表明：普通混凝土在河水和弱硫酸盐环境中也能发生非常迅速的侵蚀反应,在一个冬季内,混凝土强度便完全丧失;...     

Physicomechanical properties of irradiated SBR latex polymer‐modified cement mortar composites

This study investigated the effect of styrene–butadiene‐rubber (SBR) latex/cement ratio as well as γ‐irradiation dose on physicomechanical properties of cement mortar. Specimens were prepared with a different SBR/cement mass ratio of 2.5, 5, 10, 15, and 20. Two curing methods were used: wet cure and dry cure. The best specimens were irradiated to doses of 10, 30, and 50 kGy. The compressive strength, total porosity, and bulk density were studied. The result indicated that the compressive strength, total porosity, and the bulk densities of the composites decrease with increase in the polymer cement ratios. In addition, it was observed that the compressive strength of irradiated polymer‐modified cement mortar composites was improved with the increase in the γ‐irradiation dose, and the compressive strength of mix‐cured samples was higher than those wet‐cured samples at any irradiation dose. X‐ray diffraction, thermogravimetric analysis, acid attack, and microstructure of SBR‐modified cement mortar were characterized. J. VINYL ADDIT. TECHNOL., 26:144–154, 2020. © 2019 Society of Plastics Engineers     

多层共挤膜废料改性沥青的微观结构和流变性能

采用多层共挤膜废料(r-MCEFS)对重交70#沥青进行改性制备r-MCEFS改性沥青。探讨了r-MCEFS用量对改性沥青的常规性能、微观结构和流变性能的影响。结果表明,随着r-MCEFS用量的增加,基质沥青的软化点逐渐上升;当r-MCEFS用量增加到4份（质量份数,下同）后,改性沥青的相形态由“海-岛”结构逐渐转变为“类网络”结构;随着r-MCEFS用量的增加,改性沥青的回弹模量和高温稳定性得到改善,r-MCEFS与沥青基质的界面作用增强。     

低品位粉煤灰的改性及其对水泥浆体强度和自收缩的影响

采用石灰石粉对低品位粉煤灰进行煅烧改性,利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等方法对改性粉煤灰的矿物组成和化学组成进行表征.同时测定了掺改性粉煤灰的水泥浆体的抗压强度和自收缩,并采用背散射扫描电镜和压汞测孔仪研究了掺改性粉煤灰水泥浆体的微观结构.结果表明,粉煤灰经煅烧改性生成了水硬性矿物β-C2S,水化可生成CSH凝胶,改善了等外粉煤灰颗粒与水泥基体的界面粘接,降低了复合水泥浆体的孔隙率和自收缩,提高了复合水泥浆体的强度.     

高炉喷补料静态抗渣实验研究

通过静态抗渣法研究了影响高炉喷补料抗渣性的各种因素 ,同时结合微观分析 ,得出了渣侵蚀机理。结果表明 :炉渣FeO含量越高 ,对喷补料的侵蚀性越强 ;喷补料中含有适量的SiC能大大提高其抗渣能力 ;侵蚀层前沿网状结构的存在是SiC改进喷补料抗渣能力的主要原因。     

沥青炭化后显微结构的研究

采用中温沥青、改质沥青、浸渍沥青3种沥青试样,经过两种不同温度曲线炭化后,利用偏光显微镜、扫描电镜分析煤沥青炭化后的显微结构特征。结果表明,3种沥青炭化后的显微结构有所区别,不同的温度曲线对沥青炭化后的显微结构有一定影响。     

Molten silicate interactions with plasma sprayed thermal barrier coatings: Role of materials and microstructure

Ingestion of siliceous particulate debris into both propulsion and energy turbines has introduced significant challenges in harnessing the benefits of enhanced operation efficiencies through the use of higher temperatures and thermal barrier coatings (TBCs). The so-called CMAS (for calcium-magnesium alumino-silicate) particles can melt in the gas path at temperatures greater than 1200C, where they will subsequently impact the coating surface and infiltrate through the carefully engineered porosity or cracks in a TBC. Ultimately, this CMAS attack causes premature spallation through its solidification and stiffening the ceramic during cooling. It has been noted in recent years, that TBCs based on yttria stabilized zirconia (YSZ) are completely non-resistant to CMAS attack due to their lack of reactivity with infiltrant liquid. New TBC ceramics such as Gadolinium Zirconate (GZO) show promise of CMAS resistance through rapid reaction-induced crystallization and solidification of the infiltrant, leading to its arrested infiltration. In both situations, the microstructure (porosity, micro and macro cracks) can be important differentiators in terms of the infiltration and subsequent failure mechanisms. This paper seeks to examine the interplay among microstructure, material, and CMAS attack in different scenarios. To do so, different types of YSZ & GZO single and multilayer coatings were fabricated using Air Plasma Spray (APS) and exposed to CMAS through isothermal and gradient mechanisms. In each of the cases, beyond their unique interactions with CMAS, it was observed the inherent microstructure and character of the porosity of the coating will have an additional role on the movement of the melt. For instance, vertical cracks can provide pathways for accelerated capillaric flow of the melt into both YSZ and GZO coatings. Based on these observations multilayer coatings have been proposed and realized toward potentially reducing complete coating failure and supporting multiple CMAS attack scenarios.