土壤聚合物水泥

土壤聚合物水泥的原料和水化产物中存在大量含硅铝链的“无机聚合物”,是一种新型胶凝材料,其性能优异,相对硅酸盐水泥而言,生产能耗低,几乎无污染,是环保型“绿色建筑材料”。介绍了土壤聚合物水泥的物理化学性能和基本生产工艺,展示了土壤聚合物水泥广阔的应用前景。     

土壤聚合物混凝土性能试验研究

使用偏高岭土、硅粉和碱激发剂制备土壤聚合物混凝土,研究其物理力学性能、干缩和耐久性能。结果表明,土壤聚合物混凝土具有比普通混凝土更高的抗压强度、抗拉强度和极限拉伸值;土壤聚合物砂浆的干缩显著小于普通水泥砂浆;3%硫酸钠溶液中的土壤聚合物砂浆没有产生任何膨胀,具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能。含碱量即使高达12.1%,土壤聚合物也不会产生危害性的碱-硅酸反应;土壤聚合物混凝土的氯离子有效扩散系数为1.03×10-12 m2/s,抗氯离子侵蚀性能优良。     

土壤聚合物耐酸性能的研究

通过对土壤聚合物和硅酸盐水泥的耐酸性能的研究,表明土壤聚合物具有优异的抗酸性能,是在酸性环境中使用的理想材料,文中也对偏高岭土的活性分析和土壤聚合物的耐酸机理作了研究。     

偏高岭土基土壤聚合物微观机理研究

使用偏高岭土、硅粉和激发剂制备偏高岭土基土壤聚合物,并采用x射线衍射、扫描电镜一能谱和红外光谱等技术手段分析偏高岭土基土壤聚合物的微观结构。x射线衍射图中的衍射峰整体呈弥散状、馒头状,表明终产物为无定形的产物。该无定形产物为碱金属铝硅酸盐,Si／Al摩尔比较高。红外光谱分析表明：加入碱激发溶液发应后,对应于Si-O-Si键非对称伸缩振动的谱带,吸收强度减弱,同时向低频率方向移动,[AlO4]四面体可能取代Si-O-Si链上部分[SiO4]四面体。     

粉煤灰基土壤聚合物混凝土性能试验研究

使用粉煤灰和碱激发剂制备粉煤灰基土壤聚合物混凝土,并系统研究其物理力学性能、干缩和耐久性能。粉煤灰基土壤聚合物混凝土早期强度相对较低,后期增长明显。粉煤灰基土壤聚合物砂浆的干缩主要发生在早期,14d龄期后的干缩率均显著小于普通水泥砂浆,在150d龄期时为普通水泥砂浆的71.8%。硫酸盐侵蚀试验表明:在3%硫酸钠溶液中,粉煤灰基土壤聚合物砂浆没有产生任何膨胀,具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能。即使粉煤灰基土壤聚合物含碱量高达10.6%,也不会产生危害性的碱-硅酸反应。粉煤灰基土壤聚合物混凝土快速碳化28d的碳化深度为14.0mm,抗冻等级在F100以上。自然浸泡法试验表明:粉煤灰基土壤聚合物混凝土的水溶性氯离子有效扩散系数为1.79×10-12m2/s,是混凝土的30.5%,具有比普通混凝土更好的抗氯离子侵蚀性能。粉煤灰基土壤聚合物混凝土具有适用的物理力学性能,较低的干缩,优良的耐久性能,是一种新型的结构材料。     

土壤聚合物和水泥砂浆的碱-硅反应

为了比较分析土壤聚合物和含有矿物掺合料的水泥砂浆的碱-硅反应(ASR)问题。参照我国水工混凝土标准DL/T5151-2001和ASTM C 441-97进行了抑制骨料碱活性效能的试验。试验结果表明:掺加矿物掺合料能够有效地抑制ASR。当5%硅粉、20%粉煤灰和40%磨细矿渣共同掺入砂浆时,90d的膨胀率仅有0.13%,即降低了81.9%。对加压挤出的硬化水泥浆体孔溶液进行化学分析,发现矿物掺合料的加入降低了孔溶液中钾、钠离子和氢氧根离子的浓度,这是减少ASR危害的根本原因。土壤聚合物是一种无定形的无机材料,由偏高岭土、硅粉在高碱条件下制得。土壤聚合物的碱含量很高,达到12.1%,但土壤聚合物砂浆没有产生任何膨胀,其原因是土壤聚合物中没有充足的游离碱与活性骨料反应,因此不会产生危害性ASR。     

粉煤灰基土壤聚合物微观结构分析

使用粉煤灰和碱激发剂制备粉煤灰基土壤聚合物,并采用X射线衍射分析、扫描电镜-能谱分析和红外光谱分析等技术手段分析其微观结构,明确微观结构本质及其反应前后的结构变化。粉煤灰基土壤聚合物的主要产物有:八面沸石、水霞石和无定形产物,产物中均含有碱金属,化学成分不同于水泥水化产物。因粉煤灰玻璃体表面保护层结构致密,有些粉煤灰颗粒没有完全反应,存在没有反应掉的外壳。在碱激发溶液的作用下,[AlO4]四面体可能取代Si-O-Si链上部分[SiO4]四面体。     

聚合物水泥砂浆的耐酸腐蚀性能

研究了聚合物水泥砂浆浸泡于盐酸、硫酸、醋酸溶液后的强度、质量损失率.实验表明:掺加聚合物乳液可改善水泥砂浆试件的耐酸腐蚀性能,且随着聚合物乳液掺量的增加,其改性效果明显;相比之下,掺加聚合物乳液对改善水泥砂浆试件的耐盐酸腐蚀性能较为明显,对耐硫酸、醋酸腐蚀的改性效果较差;聚合物乳液在水泥-水体系中,包覆于水泥水化产物表面,形成高分子聚合物膜,与水泥水化产物互相穿插,可提高水泥砂浆的强度,减少颗粒的剥蚀性,从而改善水泥砂浆的耐酸性.     

土壤聚合反应的影响因素

讨论了原料配方，激活剂种类，碱性激活剂掺量及含水量等对土壤聚合反应的影响，另外，对不同养护温度下土壤聚合反应的最佳养护时间也进行了研究。     

外墙外保温聚合物砂浆吸水性能的研究

砂浆的吸水性和不透水性与其孔结构密切相关,研究了不同品种的憎水剂和消泡剂种类和掺量对聚合物砂浆吸水率、软化系数、不透水性和孔结构的影响,结果表明,硬脂酸类憎水剂(C)-有机硅类消泡剂(B)与成品聚合物砂浆的配伍效果最好,砂浆的吸水率降低、不透水性和软化系数提高。     

原材料及工艺参数对土壤聚合物性能的影响

采用正交试验方法,全面研究了硅酸钠溶液模数、浓度,高岭土煅烧温度、煅烧时间以及液固比对土壤聚合物抗压强度、净浆扩展度和凝结时间的影响,并对土聚反应产物进行了初步探讨.研究结果表明:(1)各因素对土壤聚合物3 d抗压强度均有特别显著的影响;除了硅酸钠溶液模数外,其他因素都对土壤聚合物7 d抗压强度有特别显著的影响;只有液固比对土壤聚合物28 d抗压强度有特别显著的影响.(2)硅酸钠溶液浓度和液固比对土壤聚合物净浆扩展度的影响特别显著.(3)各因素对土壤聚合物凝结时间的影响不显著.(4)土聚反应生成的产物是无定形的,它可能是单硅铝酸土壤聚合物(PS)和双硅铝酸土壤聚合物(PSS)的复合物.     

chF土壤固化剂加固土性能研究

介绍CHF土壤固化剂的作用机理,并通过试验分析,说明CHF土壤固化剂能起到改良土壤工程性质,减少黏土亲水膨胀性,增强黏土的抗压能力,从而可以应用于路面基层的改造和路床处理。     

新型聚合物水泥防水涂料阻根性能研究

通过添加金属铜离子和化学阻根剂制备了新型聚合物水泥防水涂料,经简易耐根穿刺试验表明,该涂料具有一定的耐根穿刺性能,且不影响植物的正常生长。该涂料的物理力学性能亦符合GBfF23445--2009中I型产品的要求。     

聚合物改性混凝土的研究

介绍了聚合物改性混凝土的种类和发展历史,概括了聚合物对普通水泥混凝土的改性机理.和普通混凝土相比,聚合物水泥混凝土有良好的性能:高的抗折、抗拉强度,好的柔韧性,高的密实度和抗渗性等.     

聚合物改性混凝土抗压性能的温度敏感性研究

聚合物改性混凝土(PMC)因其具有较高的变形性能而被用于结构的延性设计和施工中,但其聚合物的物理性能受环境温度影响较大。研究了掺入不同比例聚丙烯酸酯乳液PMC抗压强度与环境温度的关系。试验证明PMC弹性模量、轴心抗压强度和峰值应变存在温度敏感性,并且聚灰比越大温度敏感性越高,并推导出了PMC轴心抗压强度与损伤的函数关系,为PMC在寒冷或炎热地区的设计和施工提供参考。     

聚合物界面剂力学性能及黏结性能试验研究

界面剂可提高新、老混凝土黏结性能。为研究聚合物界面剂力学性能和黏结性能,开展聚合物界面剂抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度试验及新、老混凝土劈裂抗拉性能试验。试验结果表明,聚灰比(聚合物与水泥和矿粉混合物的比例)为1∶3、矿粉含量0%的聚合物界面剂的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和黏结性能最为优异,并拟合涂抹聚合物界面剂的新、老混凝土劈裂抗拉强度公式,为新、老混凝土开裂问题的解决提供重要思路。     

无机聚合物混凝土与钢筋高温黏结性能试验研究

通过无机聚合物混凝土与钢筋高温黏结性能试验,分析无机聚合物混凝土抗压与抗拉强度、相对保护层厚度、钢筋黏结长度等因素对无机聚合物混凝土与钢筋高温黏结性能的影响,并与普通混凝土-钢筋高温黏结性能进行了对比。试验结果表明:无机聚合物混凝土与钢筋的高温黏结性能优于普通混凝土;无机聚合物混凝土与钢筋的黏结强度高温退化规律与抗压抗拉强度退化规律基本一致,在400℃以下黏结强度下降20%以内,400℃后加剧下降,到800℃后仅残余10%左右;相对保护层厚度越小,无机聚合物混凝土与钢筋黏结强度高温退化越剧烈;黏结长度对黏结强度高温退化规律影响不大,但影响常温下无机聚合物混凝土与钢筋的黏结强度;通过对试验结果进行回归分析,拟合得到无机聚合物混凝土与钢筋的高温黏结强度计算式以及黏结-滑移本构模型。     

高温后钢筋与聚合物水泥砂浆黏结性能研究

聚合物水泥砂浆(PCM)因与混凝土良好的黏结性被广泛应用于钢筋混凝土结构加固,但高温下PCM与钢筋的黏结性能退化规律尚不明确.对不同高温和冷却方式的钢筋与PCM黏结性能进行了试验研究.结果表明:1)自然冷却下破坏模式为劈裂和劈裂拔出的试件,对应泡水冷却试件的破坏模式为劈裂拔出和拔出;2)冷却方式对黏结强度的影响随温度上...     

温度对地质聚合物混凝土吸能特性的影响研究

采用自主研制的高温SHPB试验系统,对高温条件下地质聚合物混凝土的能量吸收特性进行了试验研究.采用厚度为1.0 mm,直径为30、35、40、45、50mm的铝片作为波形整形器,保证了试验结果的有效性.结果表明:200、600℃时,地质聚合物混凝土的吸能特性较常温可分别提高30％和56％,而400、800℃时的吸能特性低于常温,800℃降低尤为明显.地质聚合物混凝土的比能量吸收随应变率与冲击压缩强度的增加而增加,且近似呈线性关系.高温下,在60～130 s-1的应变率范围内,地质聚合物混凝土的破坏形态均呈现留芯破坏-碎裂破坏-粉碎破坏的变化规律,且破坏程度弱于常温.