聚合物改性水泥砂漿力學(xué)性能研究

利用羧甲基纖維素鈉、對(duì)苯乙烯磺酸鈉以及甲基丙烯酸丁酯在水介質(zhì)中用過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑,合成羧甲基纖維素鈉接枝對(duì)苯乙烯磺酸鈉/甲基丙烯酸丁酯(cmc-g-pss/pbma)乳液。將乳液提純提取出共聚物,共聚物采用傅麗葉紅外光譜進(jìn)行表征;用掃描電鏡對(duì)水泥砂漿進(jìn)行微觀形貌觀察。結(jié)果表明,在減水20%的條件下,當(dāng)cmc-g-pss/pbma的摻量為1.5%時(shí),對(duì)水泥砂漿抗壓性能的改性最為顯著;當(dāng)摻量為2.5%時(shí),對(duì)水泥砂漿抗折性能的改性最為顯著;為了取得抗壓性能和抗折性能均提升的試樣,可向聚合物摻量為1.5%的試樣中添加木質(zhì)素磺酸鈉增加乳液分散性,并用消泡劑磷酸三丁酯控制水泥砂漿的引氣量,取得了顯著的效果。

聚合物改性水泥砂漿力學(xué)性能

以廢舊聚苯顆粒等體積取代水泥砂漿中的砂子,研究了廢舊聚苯顆粒摻量對(duì)水泥砂漿靜力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,隨聚苯顆粒摻量增加,砂漿流動(dòng)度先增加后下降,砂漿試樣7d、28d抗折抗壓強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì),3d抗折強(qiáng)度先增加后下降,抗壓強(qiáng)度下降緩慢;砂漿試樣3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度與密度存在線性關(guān)系,且線性關(guān)系都比較顯著。

研究了兩種控制方式(控制水灰比為0.4和控制流動(dòng)度為(170±50)mm)下,不同聚合物摻量對(duì)水泥砂漿的力學(xué)性能影響,以及不同齡期的聚合物水泥砂漿力學(xué)性能,研究表明,聚合物改性水泥砂漿具有較好的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度,較低的壓折比。

針對(duì)普通水泥砂漿抗折強(qiáng)度低、脆性大的特點(diǎn),摻加羧基丁苯聚合物乳液對(duì)普通砂漿進(jìn)行改性,研究其力學(xué)性能變化規(guī)律;用掃描電鏡(sem)和孔分布測(cè)定儀分析其微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,隨聚灰比(p/c)增大,改性砂漿內(nèi)部逐漸形成由聚合物和水泥水化產(chǎn)物交織構(gòu)成的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),小于200孔隙體積率增大,孔徑細(xì)化,砂漿密實(shí)程度提高,脆性改善;改性砂漿抗壓強(qiáng)度降低,但抗折強(qiáng)度和折壓比升高,韌性加強(qiáng),同時(shí)其擴(kuò)展度增大,粘度先增大后降低。

本文以不同摻量廢輪胎橡膠粉取代部分細(xì)集料的方法,研究橡膠粉的摻量對(duì)橡膠水泥砂漿流動(dòng)度和和物理力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明流動(dòng)度隨著膠粉摻量的增大而增大,強(qiáng)度隨著膠粉摻量增加而降低。

文章對(duì)摻加橡膠粉對(duì)水泥砂漿的各種性能的影響進(jìn)行了試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析及討論。

針對(duì)目前膨脹聚苯板(eps)外墻外保溫系統(tǒng)用水泥砂漿粘結(jié)性差、柔韌性差等問(wèn)題,用醋酸乙烯酯(vac)與叔碳酸乙烯酯(veova10)共聚乳膠粉對(duì)其進(jìn)行改性。研究了乳膠粉用量對(duì)改性水泥砂漿力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,隨著乳膠粉用量的增加,砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度增加、抗折強(qiáng)度提高、抗壓強(qiáng)度降低、柔韌性提高。通過(guò)正交試驗(yàn)研究了灰砂質(zhì)量比、乳膠粉用量、保水劑用量等因素對(duì)改性水泥砂漿與eps以及與基礎(chǔ)砂漿粘結(jié)強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度以及壓折比的影響,得出改性水泥砂漿的最優(yōu)配比為:水泥與石英砂的質(zhì)量比1:1,乳膠粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%,保水劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%。

將廢橡膠磨成粉,然后摻入到水泥砂漿中,可制備出新型生態(tài)環(huán)境建筑材料———建筑隔聲功能水泥砂漿.通過(guò)試驗(yàn)比較分析了不同摻量、不同處理改性橡膠粉對(duì)水泥砂漿隔聲功能的影響.研究結(jié)果表明:隨著橡膠粉摻量的增加,水泥砂漿的動(dòng)彈性模量和固有頻率降低,超聲波在其中的傳播速度減小,即水泥砂漿的隔聲功能隨橡膠粉摻量的提高而增強(qiáng).當(dāng)橡膠粉摻量為25%(體積分?jǐn)?shù))時(shí),水泥砂漿的隔聲功能最佳,其固有頻率與普通水泥砂漿相比降低了17%,而動(dòng)彈性模量則降低了40%.用naoh飽和溶液處理的橡膠粉,其對(duì)水泥砂漿隔聲功能的影響基本與未處理橡膠粉一樣.

將不同比例的橡膠粉摻入水泥砂漿,并采用纖維增強(qiáng)技術(shù),制備了具有一定功能性的纖維增強(qiáng)橡膠水泥砂漿材料,分析了不同橡膠粉摻量對(duì)纖維增強(qiáng)水泥砂漿抗折、抗拉和抗壓強(qiáng)度的影響,并對(duì)纖維增強(qiáng)橡膠水泥砂漿的耐磨性能進(jìn)行了初步研究。研究表明,因橡膠粉的摻入會(huì)使纖維增強(qiáng)水泥基材料力學(xué)性能下降。為此,采用偶聯(lián)劑技術(shù),改善了水泥基體與橡膠粉的界面黏結(jié)和界面效應(yīng),故在不同程度上使力學(xué)性能得到提高,同時(shí)加入橡膠粉后能提高纖維增強(qiáng)水泥砂漿的耐磨性能。當(dāng)橡膠粉摻量為10(%體積分?jǐn)?shù)),并采用偶聯(lián)劑技術(shù)時(shí),纖維增強(qiáng)橡膠水泥砂漿可發(fā)揮增強(qiáng)和耐磨雙重效應(yīng),并有望提高其吸音功能。

研究摻加芳綸纖維對(duì)水泥砂漿抗折、抗?jié)B性能的影響。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)摻加適量的芳綸纖維可以有效提高水泥砂漿的抗折、抗?jié)B性能。研究了芳綸纖維增強(qiáng)水泥砂漿的作用機(jī)理。

針對(duì)水泥基材料收縮裂縫問(wèn)題,進(jìn)行了利用橡膠粒子與pva纖維復(fù)合改善水泥砂漿抗裂性的試驗(yàn)研究,并對(duì)橡膠粒子與pva纖維在水泥砂漿中的阻裂機(jī)理進(jìn)行了初步探討。試驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)摻橡膠粒子與pva纖維能明顯提高水泥砂漿的抗裂性能。當(dāng)橡膠粒子摻量為10%、pva纖維摻量為0.5%時(shí),可完全消除水泥砂漿的宏觀收縮裂縫。

文章對(duì)橡膠水泥砂漿的吸聲性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:橡膠的粒度和摻量、砂漿的水灰比、試樣的養(yǎng)護(hù)方式等因素都對(duì)其吸聲性能產(chǎn)生了影響。加入橡膠后水泥砂漿的導(dǎo)聲系數(shù)會(huì)減少,其中以混合膠粉的改性效果最好,其導(dǎo)聲系數(shù)較其他三種粒度的膠粉砂漿為最低,隨著橡膠摻量的增加,其吸聲效果也在增強(qiáng),吸聲系數(shù)越來(lái)越低,但當(dāng)摻量值達(dá)到40%時(shí),導(dǎo)熱系數(shù)值為最少,砂漿的水灰比不同其隔熱效果也有很大區(qū)別,水灰比為0.5時(shí)吸聲系數(shù)最低。

第37卷第9期硅酸鹽通報(bào) vol.37no.92018年9月bulletinofthechineseceramicsocietyseptember，2018 纖維和膠粉對(duì)水泥砂漿力學(xué)和抗裂性能的影響 王月明 1 ，唐永志 2 ，劉開(kāi)偉 1 ，李靜靜 1 ，劉朋 1 ，陳東 1 ，葉哲 1 （1.安徽建筑大學(xué)先進(jìn)建筑材料安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥230022；2.淮南礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，淮南232001） 摘要：溫濕度變化、膠凝材料本身變形和結(jié)構(gòu)的約束是引起外墻砂漿開(kāi)裂的主要原因，研究了3mm短切耐堿玻璃 纖維和可分散膠粉的摻入及摻量對(duì)砂漿抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量和干燥收縮性能的影響，并制備了914mm ×610mm×19mm的自由大板和內(nèi)環(huán)約束的φ650mm×φ800mm×100mm試件進(jìn)行了室外暴

采用5種細(xì)度的廢舊輪胎橡膠粉制作橡膠砂漿,同時(shí)考慮naoh溶液改性和摻加硅灰改性的方法,進(jìn)行橡膠砂漿壓折比的影響因素分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：橡膠砂漿早期壓折比較小;橡膠粉越細(xì),摻量越大,橡膠砂漿壓折比越小。naoh溶液改性和摻加硅灰改性的方法均使橡膠砂漿的壓折比提高,且28d的壓折比提高更明顯。

分別研究了廢舊橡膠顆粒摻量對(duì)水泥砂漿力學(xué)性能的影響以及硅灰的改性作用。結(jié)果表明:隨橡膠顆粒摻量增加,水泥砂漿試樣3、7、28d的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度均呈下降趨勢(shì),韌性指數(shù)呈增加趨勢(shì);5%硅灰改性劑加入橡膠水泥砂漿,改善了橡膠顆粒與水泥基體的界面結(jié)合,其界面孔隙變小。經(jīng)硅灰改性的橡膠水泥砂漿試樣3、7、28d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度,與未改性的橡膠水泥砂漿試樣相比分別提高了49.6%、53.1%、37.3%、51.9%、17.4%、17.7%。

通過(guò)試驗(yàn)研究,探討了水灰比、聚灰比等因素對(duì)丙乳改性水泥砂漿工作性能、力學(xué)性能及其與既有混凝土黏結(jié)性能的影響。結(jié)果表明:在試驗(yàn)范圍內(nèi),水灰比、聚灰比對(duì)砂漿工作性能有一定影響。隨著聚灰比的增加,丙乳改性水泥砂漿抗壓強(qiáng)度逐漸下降,而抗折強(qiáng)度、綜合力學(xué)性能指標(biāo)增大;隨著水灰比的增加,綜合力學(xué)性能指標(biāo)減小。在一定范圍內(nèi)增加老混凝土表面粗糙度,能提高砂漿與既有混凝土黏結(jié)性能,隨聚灰比的增加,黏結(jié)拉拔強(qiáng)度有所增加。

對(duì)纖維水泥砂漿的力學(xué)性能分析表明,加入聚丙烯纖維后,(1)砂漿的體積密實(shí),抗壓強(qiáng)度有一定提高;(2)砂漿的韌性增加,脆性降低,提高了砂漿的抗拉強(qiáng)度;(3)對(duì)抵抗砂漿收縮有明顯作用,尤其對(duì)早期砂漿的收縮有明顯的改善效果;(4)經(jīng)多次凍融循環(huán),質(zhì)量損失和強(qiáng)度損失都明顯降低。

水性環(huán)氧樹(shù)脂改性水泥砂漿力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)

利用氧化還原引發(fā)體系,采用半連續(xù)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)接枝共聚膠乳,其中聚丁二烯(pb)與聚苯乙烯(ps)的質(zhì)量比為70/30,50/50和30/70.在固定流動(dòng)度為(175±5)mm,且在20℃水中養(yǎng)護(hù)6d,然后在20℃,相對(duì)濕度為65%的空氣中養(yǎng)護(hù)21d的混合養(yǎng)護(hù)條件下,考察了聚灰比、聚丁二烯與聚苯乙烯的質(zhì)量比對(duì)pb-g-ps膠乳改性水泥砂漿的水灰比、流動(dòng)度、保水率、抗壓和抗折強(qiáng)度以及吸水量的影響,并與羧基丁苯膠乳改性水泥砂漿進(jìn)行了性能對(duì)比試驗(yàn).結(jié)果表明:在一定摻量范圍內(nèi),膠乳都具有良好的減水作用,能有效提高砂漿的保水性能,顯著降低聚合物改性砂漿的毛細(xì)孔吸水率;加入聚合物對(duì)砂漿力學(xué)性能有重要影響,使其抗壓強(qiáng)度總體降低,抗折強(qiáng)度部分提高,因此,pb-g-ps膠乳可以作為水泥改性劑使用.

pb-g-ps膠乳常用于改性水泥砂漿,聚丁二烯對(duì)苯乙烯的重量比的范圍從70/30,50/50到30/70.保持水灰比為0.5的常數(shù),在20°、相對(duì)濕度為90%的空氣中養(yǎng)護(hù)24h,接下來(lái)在20°的水中養(yǎng)護(hù)27d.這項(xiàng)研究考察了聚丁二烯與苯乙烯的重量比和聚灰比對(duì)pb-g-ps膠乳改性水泥砂漿的流動(dòng)度,抗壓、抗折強(qiáng)度及吸水率的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改性砂漿的流動(dòng)度隨著聚灰比的增加而增加,而隨聚丁二烯對(duì)苯乙烯重量比的增加而減少,pb-g-ps膠乳能顯著地降低毛細(xì)孔吸水率.此最小值是1.33kg/m2.pb-g-ps膠乳能顯著地影響改性砂漿的力學(xué)性能.改性砂漿的抗壓強(qiáng)度、和抗折強(qiáng)度都降低.總之,pb-g-ps膠乳可以加入到水泥砂漿里作為水泥改性劑.