水性环氧水泥砂浆添加剂的开发

合成适合用于水泥砂浆的水性环氧乳液WE44和水性环氧固化剂,并通过一系列的试验,考查了不同灰砂比和聚灰比情况下,改性水泥砂浆的抗压、抗折、及与混凝土的正拉粘结强度。试验对比结果表明:该体系更适合改性水泥砂浆,性能明显优于市售的水性环氧乳液+低分子聚酰胺体系。随着聚灰比的增大,改性水泥砂浆的抗压、抗折强度以及与混凝土的正拉粘结强度都有不同程度提高,特别是抗压强度与粘结强度的提升比较明显,当聚灰比为0.8时,7天的抗压强度约为48 MPa,粘结强度约为4 MPa。该材料适合用于有较高要求的修复或新建场合。     

水性环氧树脂改性水泥砂浆力学性能及微观结构

通过对水泥砂浆中掺加水性环氧树脂,制备了水性环氧树脂改性水泥砂浆,研究了不同聚灰比下,水性环氧树脂对水泥砂浆水化和强度的影响.运用XRD、TG/DSC、SEM、FTIR微观测试手段,研究了水性环氧树脂对水泥砂浆水化产物的影响.研究结果表明:水性环氧树脂可形成聚合物膜会延迟水泥水化;水性环氧树脂的加入会降低水泥砂浆的抗压强度;当聚灰比在2％范围以内,水性环氧树脂可以提高水泥砂浆的抗折强度.     

环氧树脂乳液对改性水泥砂浆的强度、黏结性能及抗冻性的影响

水泥砂浆可用于水泥混凝土的修补,修补时要求水泥砂浆应具有较好的抗开裂性能和耐久性,而环氧树脂乳液具有很好的黏结性能与力学性能,因此本文采用环氧树脂乳液来改性水泥砂浆性能,研究了新拌水泥砂浆的性能(流动性、凝结时间、密度与含气量等)、改性水泥砂浆的强度、黏结性能及抗冻性。结果表明新拌砂浆的流动性变好,即环氧树脂乳液具有减水效果。环氧树脂乳液的掺入使改性水泥砂浆的密度降低,凝结时间延缓。改性砂浆的3 d、7 d及28 d的抗折强度和抗压强度较基准砂浆降低,在6%聚灰比时,强度提高,出现极大值。黏结性能测试结果表明环氧树脂乳液能提升改性水泥砂浆与老砂浆的界面黏结抗折强度。环氧树脂乳液使改性水泥砂浆的抗冻性提高,但双掺环氧树脂乳液及粉煤灰时,抗冻性下降明显。     

高沸醇木质素环氧树脂改性水泥砂浆的力学性能研究

用高沸醇竹子木质素合成了木质素环氧树脂和木质素环氧树脂亲水衍生物。用红外光谱对产物进行了表征,并研究了不同聚/灰比和养护条件对高沸醇竹子木质素环氧树脂及其亲水衍生物改性水泥砂浆的力学性能的影响。结果表明:随着聚/灰比的增加,试样的抗折强度提高,而抗压强度降低,试样的韧性增强,当聚/灰比大于0.12时,抗折强度明显提高;混合养护条件所得试样的综合性能优于水养护条件。     

两种聚合物水泥粘结砂浆的力学性能研究

对两种聚合物水泥粘结砂浆的力学性能进行研究,试验证明了丁苯和苯丙乳液均具有良好的减水作用,能够显著地提高水泥砂浆的抗折强度和粘结抗折强度,并可大幅度降低抗压强度和压折比,是两种路用性能优良的粘结砂浆聚合物改性剂。     

硅灰对HPMC改性水泥砂浆性能的影响

研究硅灰对羟丙基甲基纤维素(HPMC)改性水泥砂浆的工作性能、力学性能及孔结构的影响。结果表明:(1)当硅灰掺量2%时,流动度和稠度相对基准组略有提高。当硅灰掺量为4%~10%时,新拌水泥砂浆的流动度和稠度呈现递减的趋势,且硅灰最大掺量10%时,流动度和稠度明显降低并出现空洞。(2)硅灰对HPMC改性水泥砂浆3 d龄期的抗折和抗压强度影响不大,但能显著提高28 d龄期的抗折和抗压强度;当硅灰掺量为8%和10%时,28 d龄期试件的抗折强度提高了19%,抗压强度提高了40%。(3)随着硅灰掺量的增加,HPMC改性水泥砂浆新拌砂浆表面气泡不断减少,28 d龄期试样断面的孔结构不断优化。硅灰掺量为8%和10%时,新拌浆体表面气泡最少,试样断面孔结构达到最佳状态。     

水性PVA的结构特点对水泥砂浆力学性能的影响

通过抗压和抗折试验研究了不同结构特点的PVA对普通水泥砂浆力学性能的影响。试验结果表明,与普通水泥砂浆力学性能相比,PVA的掺入大大提高了水泥砂浆的抗压强度和抗折强度;并且,随着PVA分子量的增加,改性后水泥砂浆的抗压强度总体上呈现出先增大后减小的趋势,而抗折强度总体上呈增长的趋势;随着PVA醇解度的增加,改性后水泥砂浆的抗压强度总体上呈现出减小的趋势,但抗折强度总体上呈增大的趋势。通过SEM的微观结构分析可知,掺加适量的PVA能改善水泥砂浆的结构形态,在内部形成交错的空间网状结构,有利于解决水泥砂浆材料脆性大的缺点。     

丁苯乳液改性机制砂干混砂浆性能及机理研究

研究了丁苯乳液掺量对机制砂干混水泥砂浆的密度、力学性能、收缩性能的影响。结果表明:丁苯乳液对机制砂干混水泥砂浆有所影响,使得改性砂浆的抗折强度折压比、收缩性能得到显著改善。当聚会比为2%时,改性砂浆28d抗折强度、折压比、收缩性能与基准砂浆相比分别提高了9%、25%,抗压强度降低了13%。最后通过SEM探究了其对砂浆的改性机理。     

硅烷偶联剂对复合水泥砂浆性能的影响

通过红外光谱分析及砂浆强度测试，研究了硅烷偶联剂对不同种类复合水泥砂浆的稠度、分层度、抗折强度及抗压强度的影响。结果表明，加入硅烷偶联剂能提高普通水泥砂浆、苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度；当硅烷偶联剂质量分数为0．5％时，普通水泥砂浆的抗折强度和抗压强度达到极大值，提高约10％；当硅烷偶联剂质量分数为1％时，苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度达到极大值，提高约20％；同时，硅烷偶联剂还能增大普通水泥砂浆和苯丙胶乳改性水泥砂浆的稠度，但砂浆的分层度略有增大。加入经硅烷偶联剂处理的钢纤维，能够提高普通水泥砂浆及苯丙胶乳改性水泥砂浆的抗折强度和抗压强度；当钢纤维用硅烷偶联剂质量分数为1％的硅烷偶联剂水溶液处理时，钢纤维增强砂浆的抗折、抗压强度达到极大值，提高10％以上。     

水性环氧砂浆的制备及其力学性能的研究

对丙烯酸乳液、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE乳液)及自制水性环氧乳液改性砂浆中一系列影响因素进行研究。结果表明:自制的水性环氧改性砂浆具有显著提升砂浆的抗压、抗折及粘结性能,其掺入砂浆比例为10%,室温20℃,湿度55%,养护28天,抗压强度达到最大为75.9MPa,抗折强度为19.4MPa,粘结强度为5.5MPa。     

养护温度对丁苯乳液/硫铝酸盐水泥砂浆物理力学性能的影响

采用丁苯乳液改性硫铝酸盐水泥砂浆,测试其力学性能、干燥收缩以及毛细孔吸水率,并对比了低温(0、5℃)、室温(20℃)和高温(40℃)养护对丁苯乳液/硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响。结果表明:不同养护温度下,丁苯乳液对砂浆性能都有明显改善,随乳液掺量增加,抗压、抗折、粘结强度均先减小后增大,其中抗折强度和粘结强度提高显著,且压折比降低、韧性提高,毛细孔吸水率降低。养护温度升高,抗压、抗折、粘结强度均提高,但不同龄期不同乳液掺量时温度的影响程度不同。高温养护使对比砂浆在早期产生膨胀,但是无论何种养护温度均不会使改性砂浆发生膨胀。特定龄期下高温和低温养护都有利于改善砂浆的柔韧性。养护温度对对比砂浆和改性砂浆的收缩率影响不同。丁苯乳液不仅在室温下改善了硫铝酸盐水泥砂浆性能,而且显著增强了其耐低温和高温性能。     

高强修补型聚合物乳液砂浆的研制开发

研制开发了一种双组分高强聚合物修补砂浆,通过力学实验分析找到与普通硅酸盐水泥适应性良好的水泥砂浆改性专用聚合物乳液,研究了不同聚合物乳液对水泥砂浆粘结强度、抗压强度及抗折强度的影响,并最终确定了聚合物砂浆的基本组成:聚合物掺量为5～10%,灰砂比为1:1,水灰比为0.4.在此基础上加入高效减水剂及纤维素醚等,得到了一种性能优良的聚合物修补砂浆.     

消泡剂对水性环氧树脂改性水泥砂浆的性能影响

针对水性环氧树脂改性水泥砂浆存在含气量高、气孔多且大的问题,研究了消泡剂掺量对水性环氧树脂改性砂浆力学强度的影响并分析了水性环氧树脂改性砂浆孔结构与力学性能的关系.结果表明:磷酸三丁酯与有机硅消泡剂均能改善水性环氧树脂改性水泥砂浆的力学强度,且两种消泡剂具有协同增强作用;分析孔结构数据可知掺入消泡剂不仅能降低水性环氧树脂改性砂浆的孔隙率与孔径,还能优化孔径分布,减少有害孔、多害孔的数量.     

苯丙水泥改性剂改性水泥基材料的研究进展

苯丙水泥改性剂(styrene-acrylic cement modifier, SACM)改性水泥砂浆具有强度高、流动性好、韧性高、保水性好、耐久性好、粘结性能好、水密性强等优点。在建筑物结构加固及修补领域中应用相当广泛。综述了SACM改性水泥基材料近年来的国内外成果,全面介绍了此类复合材料的物理性能、力学性能、耐久性能以及改性机理。在此研究基础上对今后的发展趋势、研究方向及应用前景进行了展望。     

磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥混凝土的粘结性能研究

为了研究磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥混凝土的粘结性能,测试了磷酸钾镁水泥基材料浆体的抗压强度,同时测试了磷酸钾镁水泥基材料浆体与不同状态的硅酸盐水泥砂浆的粘结抗折强度和收缩变形,分析了磷酸钾镁水泥基材料硬化体的物相组成、微观形貌以及与硅酸盐水泥砂浆基体的粘结界面结构.结果表明:双掺粉煤灰和石灰石粉,使磷酸钾镁水泥基材料硬化体的结构更完善,抗压强度、粘结抗折强度和体积稳定性均明显提高.保持硅酸盐水泥砂浆基体的龄期大于7d和气干含水状态,磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥砂浆界面的结合力加强,粘结抗折强度明显提高.     

Fe2O3/PVAc复合改性彩色水泥砂浆性能研究

向聚醋酸乙烯酯(PVAc)改性水泥砂浆中掺入氧化铁绿(Fe2 O3)颜料,制得Fe2 O3/PVAc复合改性彩色水泥砂浆.研究了Fe2 O3对改性水泥砂浆力学强度、体积特性及抗滑性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)表征了复合改性彩色水泥砂浆的微观结构.研究结果显示:PVAc改性水泥砂浆的抗折强度、抗压强度均随Fe2 O3掺量的增加而增大;粘结强度随Fe2 O3掺量的增加呈现先增大后略有降低的趋势,当Fe2 O3掺量为15％时达到最大值,表明Fe2 O3可改善PVAc改性水泥砂浆的力学性能.随Fe2 O3掺量的增加,PVAc改性水泥砂浆的表观密度显著提升,而含气量及吸水率降低,表明Fe2 O3可改善PVAc改性水泥砂浆的体积性能.摩擦系数测试结果显示,掺入Fe2 O3后PVAc改性水泥砂浆具有较好的抗滑性能.SEM测试结果显示,Fe2 O3/PVAc复合改性彩色水泥砂浆内部紧密胶结,密实度增加,表明Fe2 O3可提升PVAc改性水泥砂浆致密性.     

聚合物改性混凝土的研究及在煤矿井下的应用

本文通过对聚合物乳液改性混凝土的力学性能和耐久性能研究,得到了一种用于井巷修补的新型聚合物改性混凝土,并确定了各组分之间最佳配比.实验结果表明:聚合物乳液可以改善混凝土性能.与普通混凝土相比,聚合物改性混凝土的抗折强度高36.8％,劈裂强度提高53.1％,粘结强度提高68％,抗渗性提高了83.3％;同时通过扫描电镜照片对乳液改性混凝土的机理进行了分析,聚合物改性混凝土内部形成连续完整的空间网状结构,极大地提高了材料的力学性能和耐久性能.     

VAE乳胶粉改性水泥砂浆的配合比优化及抗冻性研究

以折压比、抗拉强度和黏结强度为评价指标，通过正交试验确定了醋酸乙烯-乙烯共聚乳胶粉(VAE乳胶粉)改性水泥砂浆配合比的较优方案。以较优方案为基础，研究了VAE乳胶粉掺量对砂浆力学性能和抗冻性的影响。结果表明，VAE乳胶粉改性水泥砂浆配合比的较优方案灰砂比为0.375,VAE乳胶粉掺量为10%(质量分数),水灰比为0.38。VAE乳胶粉可以显著提高砂浆的抗折、抗拉、黏结强度和韧性，随着VAE乳胶粉掺量(8%～12%)增大，砂浆的抗折、黏结强度和折压比均不断增大，抗拉强度不断减小，但仍显著大于普通砂浆；随着VAE乳胶粉掺量增大，砂浆的吸水率、质量损失率和强度损失率均不断减小；随着VAE乳胶粉掺量增大，抗压强度呈先增大后减小的趋势，当VAE乳胶粉掺量为12%时，砂浆的抗压强度开始低于普通砂浆。综合考虑砂浆的强度和韧性，VAE乳胶粉的较优掺量为8%～10%。     

胶砂经硫铝酸盐水泥砂浆修复后的性能研究

研究新拌硫铝酸盐水泥砂浆浆体的流动度、塑性粘度、屈服剪切应力等流变性能参数对其自身以及其修复普通硅酸盐水泥砂浆后的基本力学性能(抗折,抗压强度、劈拉强度、干燥收缩率和冲击韧性)和抗氯离子渗透性能的影响.文中用水泥砂浆经修复后的抗折、劈拉、冲击韧性、干缩值和抗氯离子渗透性能来表征硫铝酸盐水泥砂浆修复胶砂后的粘结作用.研究表明,浆体的流变性对材料的基本力学性能、冲击韧性和抗氯离子渗透性能无明显影响.然而,随着新拌浆体流动度的增加以及塑性粘度和屈服剪切应力的降低,新老混凝土的粘结作用呈现先增强后减弱的趋势.当新拌浆体的流动度为191 mm,屈服剪切应力和塑性粘度分别为451Pa和7.3 Pa·s时,修补浆体修复普通硅酸盐水泥砂浆后的基本力学性能、冲击韧性和抗氯离子渗透性能最好.氯离子渗透实验前给试件施加循环荷载能降低试件的抗氯离子渗透性能.此外研究表明修补砂浆修复普通硅酸盐水泥砂浆后的力学性能以及抗氯离子渗透性能比其自身力学性能与抗氯离子渗透性能差.     

桥梁加固用环氧结构胶开发研究

考查了自制腰果酚改性胺类水下用环氧树脂固化剂与QS-1622T型空气中用固化剂不同比例复配,QS-030N型增韧剂和QS-P24F型增韧剂复配,并调配助剂及填料比例,考查各配方在桥梁加固中空气中及水下固化力学性能。结果表明,QS-030N型增韧剂增多,潮湿表面粘接水下固化抗剪强度减小;自制固化剂与QS-1622T固化剂复配,水下抗剪性能增强;自制腰果酚改性胺类固化剂适用于对抗剪强度要求较高的桥梁加固环境,且其与1622T复配后可发挥更高拉伸强度和水下抗剪强度。