VAE改性水泥砂浆微观结构及性能研究

以醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)、水泥、石英砂等材料,制备出一种混凝土路面修复用聚合物改性水泥砂浆,研究了VAE掺量对水泥砂浆流动度、强度、干缩、抗碳化特性及界面粘附性的影响,并采用扫描电镜(SEM)观测其微观结构。结果表明,抗折强度、界面粘结强度随VAE掺量的增加先增加后降低,表明VAE可以提高水泥砂浆的柔韧性、界面粘结强度;随着VAE掺量的增加,1 h流动度损失率、干缩率、碳化深度逐渐降低,表明VAE可以改善水泥砂浆的保水能力、干缩率、抗碳化侵蚀能力;SEM测试结果显示,聚合物胶膜填充于砂浆内部的有害孔隙,裹附于水化产物表面,提高了砂浆的密实程度。综合考虑水泥砂浆物理力学及经济性能,推荐VAE作为改性聚合物的合理掺量为胶凝材料用量的8%。     

VAE改性水泥砂浆微观结构及性能研究

以醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)、水泥、石英砂等材料,制备出一种混凝土路面修复用聚合物改性水泥砂浆,研究了VAE掺量对水泥砂浆流动度、强度、干缩、抗碳化特性及界面粘附性的影响,并采用扫描电镜(SEM)观测其微观结构。结果表明,抗折强度、界面粘结强度随VAE掺量的增加先增加后降低,表明VAE可以提高水泥砂浆的柔韧性、界面粘结强度;随着VAE掺量的增加,1 h流动度损失率、干缩率、碳化深度逐渐降低,表明VAE可以改善水泥砂浆的保水能力、干缩率、抗碳化侵蚀能力;SEM测试结果显示,聚合物胶膜填充于砂浆内部的有害孔隙,裹附于水化产物表面,提高了砂浆的密实程度。综合考虑水泥砂浆物理力学及经济性能,推荐VAE作为改性聚合物的合理掺量为胶凝材料用量的8%。     

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。     

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%。     

苯丙乳液改性砂浆的优化配比及其性能研究

针对工程渗漏、混凝土修补问题,研究了苯丙乳液对水泥砂浆的改性效果.结果表明:砂浆中加入苯丙乳液能够提高抗折强度、抗拉强度和粘结强度,分别提高最大为42.8%、61.8%和1.91 MPa;苯丙乳液对砂浆吸水率影响十分显著,乳液掺量越大,吸水率越小;苯丙乳液能够改善砂浆的抗冻性、抗渗性、抗碳化性、耐腐蚀性和收缩率;龄期42 d,改性砂浆的收缩量减少13.6%;改性砂浆的透水压力为2.4 MPa,提高0.9 MPa;改性砂浆的氯离子渗透高度减少13.6%,且乳液掺量越大,氯离子的渗透高度越小.     

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.     

硅烷基聚合物防水粉末对早强砂浆性能影响的试验研究

通过试验,研究了硅烷基聚合物防水粉末掺量对早强砂浆的流动性能、抗压强度、抗折强度、吸水性能及抗氯离子渗透性能的影响规律。早强砂浆是由普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和石膏为胶凝材料制备而成,硅烷基聚合物防水粉末是由γ-氨丙基三乙氧基硅烷、聚乙烯醇和异丁基三乙氧基硅烷为主要原料制成。试验结果表明：硅烷基聚合物防水粉末掺量3.0%以内时,早强砂浆流动度和经时流动度损失符合规范要求;掺量为3.0%时,28 d龄期的早强砂浆试件吸水率最大降低58.9%,抗压强度和抗折强度未降低,抗氯离子渗透性能提高44.6%。     

乳化沥青粉改性水泥砂浆性能及微观结构研究

乳化沥青粉(Emulsified asphalt powder,EAP)是乳化沥青经喷雾干燥处理制得的一种粉体材料,具有易分散、稳定性好等优点,在水泥基材料韧性改性方面具有广阔的应用前景.研究了EAP对水泥砂浆抗压强度、弹性模量、抗折强度和轴心抗拉强度等力学性能的影响,并通过水化热、氮吸附和扫描电镜等微观测试手段研究了其对水泥浆体水化性能和微观结构的影响.结果表明,随EAP掺量提高,水泥砂浆的抗压强度和弹性模量呈下降趋势,但其折压比显著提高,增幅可达53.9％;抗拉强度呈先提高后降低的趋势,当掺量为4wt％时抗拉强度提高最多,高达44.4％,表明EAP的加入显著提高了水泥砂浆的韧性.同时,EAP降低了水泥浆体的水化放热速率,减少了C-S-H凝胶的生成量.当掺量为15wt％时,沥青膜与水化产物相互交织并在一定程度上包覆水化产物,从而对水泥砂浆抗压性能产生不利影响.     

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.     

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。     

硅灰和PB-g-PSG胶乳复合改性水泥砂浆的性能

通过半连续乳液接枝聚合反应合成了m(聚丁二烯)/m(苯乙烯)/m(甲基丙烯酸环氧丙酯)比例为50/46/4的聚丁二烯接枝苯乙烯(St)和甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)共聚胶乳(PB-g-PSG).水灰比为0.4(质量比)时,将硅灰和胶乳用于改性水泥砂浆,研究了硅灰掺量和胶乳掺量对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.研究表明:在一定掺量范围内,当胶乳掺量增加时,改性砂浆的流动度增加,吸水率降低;当硅灰掺量增加时,流动度降低,合适的硅灰掺量能降低改性砂浆的吸水率;胶乳和硅灰的复合掺入有益于砂浆力学性能的改善,改性砂浆的抗压强度、抗折强度最高值分别为67.02 MPa和7.40 MPa;利用DSC和XRD研究了硅灰和胶乳对水泥水化的影响,结果表明:当胶乳掺量增加时,水泥水化程度呈先增后降趋势,胶乳掺入10％时,水泥水化程度最高.当硅灰掺量增加时,水泥水化程度呈下降趋势,硅灰掺量为5％时,水泥水化程度最高.综上,胶乳和硅灰可以复合改性水泥砂浆.     

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.     

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。     

聚合物乳液改性水泥砂浆

比较了聚醋酸乙烯酯乳液、醋酸乙烯酯一甲基丙烯酰氧己基三甲基氯化铵共聚物无皂乳液、聚丙烯酸甲酯微乳液对水泥砂浆抗折强度、抗压强度的影响,并初步探讨了聚合物乳液改性水泥砂浆的机理：聚合物颗粒填充水泥砂浆大的空隙,降低空隙率;提高水泥砂浆的水化程度;长链高分子独特的优点使水泥砂浆各部分结合的更紧密,从而提高水泥砂浆的性能。     

醋酸乙烯阴离子型无皂乳液改性水泥砂浆性能的研究

将醋酸乙烯(vinylacetic acid,VAC)与丙烯酸钠(sodium acrylate,NaAA)共聚得到的阴离子型P(VAC-NaAA)无皂乳液用于水泥砂浆改性。流动性实验结果表明：阴离子型P(VAC-NaAA)无皂乳液对水泥砂浆的流动性没有改善,甚至稍有降低。X射线衍射的结果显示：P(VAC-NaAA)无皂乳液对水泥水化的影响远远小于普通聚醋酸乙烯乳液。P(VAC-NaAA)无皂乳液提高水泥砂浆抗折强度的作用非常明显,在聚灰比m(P)／m(c)为0．1时,干养护条件下,改性砂浆的抗折强度较同样养护条件下的未改性砂浆提高74％,较水养护条件下的未改性砂浆提高53％。由于无皂乳液的稳定性不受水泥砂浆中离子强度的影响,无皂乳液改性砂浆的断面上可以观察到均匀的聚合物膜。     

苯丙乳液改性水泥修补砂浆的制备与性能研究

采用复配技术制备苯丙乳液改性水泥修补砂浆,并进行性能研究.探讨了聚合物乳液、偏高岭土、煅烧膨润土等外加剂对该砂浆物理性能的影响.结果表明:苯丙乳液的掺入虽然在一定程度上降低了砂浆的抗压强度,但显著改善了水泥砂浆的和易性和需水量.通过掺加偏高岭土或煅烧膨润土等火山灰活性掺合料可弥补砂浆力学性能的不足.     

中国干混砂浆的应用研究概况

从干混砂浆的性能、组分以及聚合物干粉对其性能影响和作用机理等方面论述了干混砂浆在中国的研究进展.中国国内目前关于干混砂浆的理论研究主要集中在聚合物共混改性水泥砂浆,无机矿物外加剂和聚合物种类、成分、掺量等对水泥砂浆性能影响方面. 干混砂浆所用聚合物种类和掺量对干混砂浆的各种性能影响显著.对聚合物的作用机理研究几乎还是空白.     

可再分散乳化沥青粉末改性水泥砂浆的力学性能和微观形貌

为解决水泥基材料脆性大、韧性差问题,本文提出了掺加可再分散乳化沥青粉末（REAP）以改善水泥基材料韧性的方法。试验制备了REAP 掺量为胶凝材料用量0、10%、20%、30%的可再分散乳化沥青颗粒改性水泥砂浆（REAPMCM）,研究了REAP对REAPMCM抗压、抗折强度、折压比、弹性模量等力学性能影响,分析了其对水泥水化产物微观形貌影响,对比了其与采用乳化沥青制备水泥乳化沥青砂浆微观形貌。结果表明,随着REAP掺量增加,REAPMCM抗压、抗折强度与弹性模量均有所降低,折压比有所提高,REAP掺量30%的REAPMCM折压比为28.5%,其相比未掺加REAP砂浆的折压比提高了46.6%;掺入REAP改善了水泥基材料的韧性,但其改善效果随着水泥水化龄期增长而有所降低;随着REAP掺量增加,一方面浆体总孔隙率含量有所增大,另一方面水泥水化产物间填充覆盖的沥青膜面积增大,且其断面显微形貌与相同沥青固含量掺量的乳化沥青砂浆断面基本类似,证实了REAP亦可较好分散、成膜分布于水泥水化产物间,达到了其与乳化沥青乳浊液对水泥基材料改性相类似的使用效果。     

聚丙烯酸酯乳液在水泥砂浆中的应用

为了提高水泥砂浆的韧性,选用了能形成柔性薄膜结构的聚合物--聚丙烯酸酯乳液对水泥砂浆进行改性.研究了聚丙烯酸酯乳液对水泥砂浆体积密度、抗压强度、抗折强度、韧性、动弹模量和黏结抗拉强度的影响.结果表明:聚丙烯酸酯乳液在一定程度上降低了水泥砂浆体积密度和抗压强度,对抗折强度影响较小,改善了水泥砂浆的韧性,并且可提高黏结抗拉强度.当乳液掺量(质量分数)大于5%时,28 d混合养护聚丙烯酸酯乳液水泥砂浆的压折比降低到3以下,只有当乳液掺量大于10%时,水泥砂浆的黏结抗拉强度才明显提高.     

可再分散性聚合物粉末的制备研究

在保护胶体存在下,通过乳液聚合制得了可再分散性聚合物粉末。比较了可再分散性聚合物粉末再分散液与聚合原乳液的稳定性、最低成膜温度、成膜的力学性能,考察了可再分散性聚合物粉末在水泥中的应用。结果表明与聚合原乳液相比,聚合物粉末再分散后乳液粒径稍大,粒径分散均匀,可以稳定存在,最低成膜温度比聚合原乳液的高,力学性能比聚合原乳液膜的低。可再分散性聚合物粉末完全适用于干粉水泥砂浆的改性,对水泥压剪强度改善效果显著。制备可再分散性聚合物粉末的最佳配方(份)为保护胶体66.7、过硫酸钾0.1、苯乙烯8、丙烯酸丁酯10、水8、十二烷基苯磺酸钠0.02、甲基丙烯酸-2-羟乙酯1、甲基丙烯酸0.6、丙烯酰胺0.4、十二烷基硫醇0.02。