單體比例和聚灰比對(duì)苯-丙乳液水泥砂漿性能的影響

本文簡(jiǎn)介紹了銅渣的研究現(xiàn)狀、主化學(xué)組成和巖相特征，綜述了銅渣在水泥領(lǐng)域中的應(yīng)用對(duì)水泥砂漿性能的影響。銅渣中含有大量的2feo·sio2和fe3o4，可以作為吸波材料進(jìn)行相關(guān)研究。銅渣的回收利用可以降低成本，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源，具有廣闊的應(yīng)用前景和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

研究了水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液改性水泥砂漿的力學(xué)性能、粘結(jié)性能、收縮性能和耐久性能,用sem和mip分析了砂漿的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,摻加6%~10%水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液可有效提高水泥基修補(bǔ)砂漿的力學(xué)性能和與老砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度,降低水泥砂漿的收縮值;水泥砂漿的抗?jié)B性、抗碳化性以及抗凍性能均隨水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加而顯著提高;較之未經(jīng)改性的普通砂漿,水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液改性水泥砂漿的結(jié)構(gòu)更為致密,連通孔的孔隙率和平均孔徑小。

分析了水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液改性水泥砂漿的力學(xué)性能、粘結(jié)性能、收縮性能和耐久性能,用sem和mip分析了砂漿的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:摻加水泥用量的6%～10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),以固含量計(jì))水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液可有效提高水泥基修補(bǔ)砂漿的力學(xué)性能和與老砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度,降低水泥砂漿的收縮值;水泥砂漿的抗?jié)B性、抗碳化性以及抗凍性能均隨水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加而顯著提高。較之未經(jīng)改性的普通砂漿,水性環(huán)氧樹(shù)脂乳液改性水泥砂漿結(jié)構(gòu)更為致密,連通孔的孔隙率和平均孔徑小。

針對(duì)水泥混凝土路面裂縫問(wèn)題,用快硬硫鋁酸鹽水泥、苯丙乳液及適量外加劑研制了一種新型道路修補(bǔ)材料。研究了苯丙乳液對(duì)水泥砂漿的改性效果,結(jié)果表明:當(dāng)聚灰比為15%～20%時(shí),與空白試樣相比,改性砂漿28d抗折強(qiáng)度提高了39.00%～48.23%,28d彎折粘結(jié)強(qiáng)度提高了45.01%～49.60%,且收縮率較小。同時(shí)用掃描電鏡、能譜分析儀及壓汞儀對(duì)改性砂漿的微觀結(jié)構(gòu)和孔徑分布進(jìn)行了觀測(cè)和分析,探討了苯丙乳液對(duì)水泥砂漿的改性機(jī)理。

研究不同聚灰比條件下sbr改性乳化瀝青對(duì)水泥砂漿工作性能和力學(xué)性能的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明在水泥砂漿中加入適量的sbr改性乳化瀝青,能夠使其工作性能和力學(xué)性能得到明顯改善,脆性降低、柔性增大,當(dāng)聚灰比在10%~15%時(shí)改性效果較好。

聚合物乳液的穩(wěn)定性和乳粒大小是聚合物改性水泥砂漿性能的關(guān)鍵因素，而聚灰比和養(yǎng)護(hù)條件通過(guò)改變水泥的水化程度和砂漿的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)而影響整個(gè)漿體的性能。

研究了兩種乳液和兩種纖維單獨(dú)摻加與復(fù)合摻加對(duì)硫鋁酸鹽水泥強(qiáng)度、柔韌性、黏結(jié)性、孔隙率、水化進(jìn)程等性能的影響,并通過(guò)sem、xrd等微觀手段初步分析其改性機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明:乳液與纖維的摻加均能提高水泥砂漿的抗折強(qiáng)度,增強(qiáng)砂漿的柔韌性。而乳液還有助于提高水泥砂漿黏結(jié)抗折強(qiáng)度,降低砂漿孔隙率,延緩漿體水化進(jìn)程,而前期濕養(yǎng)后期干養(yǎng)的養(yǎng)護(hù)制度可以進(jìn)一步增強(qiáng)乳液改性水泥砂漿的性能。另外,乳液與纖維復(fù)合摻加的效果要好于其各自摻加的效果,復(fù)合摻加的最佳配比為:丙烯酸乳液(ace)12%+聚乙烯醇纖維(pva)1.6kg/m3。

水泥基復(fù)合材料是一種顆粒型多相復(fù)合材料,其彈性模量取決于這些相的彈性模量以及它們的體積含量。只要選擇水泥漿體和集料彈模低的原材料,就可以降低彈性模量,再通過(guò)各種改性措施來(lái)提高水泥基材料的強(qiáng)度。本文選取聚合物研究對(duì)其影響,并探討其機(jī)理。

1前言20世紀(jì)七十年代以來(lái),鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維等纖維材料被應(yīng)用于水泥基材料中,以改善其脆性弱點(diǎn)而提高其對(duì)沖擊、疲勞、開(kāi)裂的低抗能力。近幾年,聚丙烯合成纖維在水泥及混凝土中的應(yīng)用逐漸增多。我國(guó)最早使用的是美國(guó)希爾兄弟化學(xué)公司的“杜拉(dura)”纖維?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)一些企業(yè),如寧波大成新材料有限公司、四川華神化學(xué)建材有限公司等,也開(kāi)發(fā)出了類(lèi)似的產(chǎn)品。這類(lèi)短切聚丙烯合成纖維的應(yīng)用目的主要是提高水泥砂漿和水泥混凝土的防裂抗?jié)B能力。

將銅川煤矸石進(jìn)行熱活化和機(jī)械活化后,加入石灰進(jìn)行化學(xué)激發(fā),摻入水泥砂漿中進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試,對(duì)石灰和煤矸石摻量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,分析了石灰對(duì)煤矸石水泥砂漿的作用。結(jié)果表明,煤矸石和石灰摻入對(duì)水泥砂漿的強(qiáng)度具有較大的影響。煤矸石水泥砂漿的早期抗壓和抗折強(qiáng)度均較低,但28d強(qiáng)度隨煤矸石和石灰用量增加出現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。在煤矸石用量達(dá)到40%,石灰取代量為40%左右時(shí),水泥砂漿抗壓和抗折強(qiáng)度出現(xiàn)最大值。石灰的加入對(duì)煤矸石水泥砂漿的強(qiáng)度具有較大的提升作用,摻石灰后,煤矸石水泥砂漿28d抗壓強(qiáng)度提高約21%,抗折強(qiáng)度提高約31%。

為研究鍶渣作為水泥砂漿細(xì)集料的可行性,分析了擊實(shí)試驗(yàn)前后鍶渣的顆粒級(jí)配,對(duì)比分析了鍶渣和機(jī)制砂密度、孔隙率、吸水性與壓碎值的差異,研究了不同鍶渣代砂率對(duì)m10與m15砂漿稠度、力學(xué)性能及抗凍性能的影響,并對(duì)其水化硬化機(jī)理進(jìn)行了探討。試驗(yàn)結(jié)果表明:鍶渣的級(jí)配良好,擊實(shí)前后鍶渣級(jí)配曲線分別處于砂顆粒級(jí)配區(qū)域ⅱ與區(qū)域ⅲ內(nèi);鍶渣的密度比機(jī)制砂低,孔隙率和吸水性較機(jī)制砂大,強(qiáng)度不如機(jī)制砂;m10與m15砂漿稠度隨鍶渣代砂率的增加而增大,且當(dāng)鍶渣代砂率為60%時(shí),鍶渣對(duì)m15砂漿稠度影響比m10大;兩種砂漿的強(qiáng)度均隨鍶渣代砂率的增加而下降,鍶渣代砂率在40%以?xún)?nèi)時(shí)強(qiáng)度滿(mǎn)足規(guī)范要求;鍶渣提高了砂漿的抗凍性,其中m15砂漿抗凍性?xún)?yōu)于m10砂漿。

在陶砂水泥砂漿中使用?；⒅榈润w積取代陶砂,取代率從0%～100%,研究其對(duì)砂漿的工作性能、力學(xué)性能、耐久性能和保溫性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)取代率小于50%時(shí),玻化微珠可以降低砂漿的分層度和提高砂漿的抗壓強(qiáng)度,但是會(huì)增加砂漿的密度和導(dǎo)熱系數(shù);而砂漿的稠度、黏結(jié)強(qiáng)度和線收縮率隨著玻化微珠取代率的增加而增加。

通過(guò)試驗(yàn),分析了不同石粉含量對(duì)石灰?guī)r機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)、堆積密度等物理性能的影響及不同石粉含量的石灰?guī)r機(jī)制砂對(duì)石灰?guī)r機(jī)制砂水泥砂漿表觀密度、稠度、強(qiáng)度、干縮性等主要使用性能的影響,得出最佳石粉含量。分析結(jié)果表明,石粉含量為15%～20%時(shí),石灰?guī)r機(jī)制砂水泥砂漿的綜合使用性能最佳。

采用橫向變形和壓折比這2種方法表征了苯丙乳液水泥砂漿的韌性,研究了苯丙乳液對(duì)水泥砂漿韌性的影響,并著重探討了這2種表征方法的關(guān)系.結(jié)果表明:苯丙乳液改變了水泥砂漿的斷裂特性,使其斷裂行為由典型的脆性轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ㄋ苄?即改善了水泥砂漿的韌性;橫向變形量和壓折比都可以表征苯丙乳液水泥砂漿的韌性,只是二者在不同韌性范圍內(nèi)的敏感性不同,橫向變形量隨韌性的增加呈直線增大,試驗(yàn)范圍內(nèi)敏感程度不變;而壓折比則呈曲線變化,韌性較大時(shí)其敏感性下降.

在水泥中摻入適當(dāng)細(xì)度的礦物摻合料,使膠凝材料的顆粒級(jí)配接近緊密堆積狀態(tài)時(shí),砂漿的強(qiáng)度會(huì)有所提高,水泥凝膠體的微觀結(jié)構(gòu)也會(huì)得到改善。

竹纖維增強(qiáng)水泥砂漿性能研究

分析了橡膠與水泥形成的改性砂漿的技術(shù)性能指標(biāo)和強(qiáng)度性能。采用了不同用量的橡膠顆粒加入水泥砂漿后,對(duì)改性砂漿的工作性、干縮性、凝結(jié)性、抗磨性、抗壓和抗折強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)得知,當(dāng)橡膠顆粒加入后,改性砂漿的工作性、干縮性、抗磨性及強(qiáng)度降低,同時(shí)對(duì)改性砂漿有一定的緩凝作用。

以粉煤灰、礦渣等工業(yè)廢料作為膠凝材料,研究了其不同配合比對(duì)無(wú)水泥砂漿力學(xué)性能的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明:①隨粉煤灰摻和率的增加砂漿的流動(dòng)性呈逐步上升趨勢(shì),當(dāng)粉煤灰摻和率為70%時(shí),流動(dòng)性達(dá)到普通硅酸鹽水泥砂漿(opc)的水平;②砂漿的表觀密度均明顯高于opc,但隨著粉煤灰摻和率的增加呈逐步下降的趨勢(shì);③隨著粉煤灰摻和率的逐步增加,砂漿的強(qiáng)度總體呈下降趨勢(shì),摻和率為20%時(shí)強(qiáng)度值最大,為opc的90%,但隨齡期的增長(zhǎng)強(qiáng)度總體有了穩(wěn)步提高;④在本試驗(yàn)中,當(dāng)膠凝體中同時(shí)摻和20%的粉煤灰和80%的礦渣時(shí)為最佳組合.

分析了橡膠與水泥形成的改性砂漿的技術(shù)性能指標(biāo)和強(qiáng)度性能。采用了不同用量的橡膠顆粒加入水泥砂漿后,對(duì)改性砂漿的工作性、干縮性、凝結(jié)性、抗磨性、抗壓和抗折強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)得知,當(dāng)橡膠顆粒加入后,改性砂漿的工作性、干縮性、抗磨性及強(qiáng)度降低,同時(shí)對(duì)改性砂漿有一定的緩凝作用。

在砂漿中分別摻入11種不同比例的熔抽型超短超細(xì)鋼纖維,并與相同摻量的剪切型超短超細(xì)鋼纖維增強(qiáng)水泥砂漿進(jìn)行了性能對(duì)比。結(jié)果表明,二種超短超細(xì)鋼纖維的摻入均可提高水泥漿體的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和韌性,但熔抽型超短超細(xì)鋼纖維對(duì)水泥砂漿的增強(qiáng)增韌作用高于剪切型超短超細(xì)鋼纖維,并存在顯著的纖維增強(qiáng)幾何尺寸效應(yīng)。

用不同摻量的礦渣粉及粉煤灰對(duì)水泥砂漿流動(dòng)性和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：礦渣粉和粉煤灰都可以提高砂漿的流動(dòng)性，它們對(duì)水泥砂漿的流動(dòng)度及抗壓強(qiáng)度的影響與水泥品種及砂漿配合比有關(guān)。

用不同摻量的礦渣粉及粉煤灰對(duì)水漲砂漿流動(dòng)性和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，礦渣粉和粉煤灰都可以提高砂漿的流動(dòng)性，它們對(duì)水泥砂漿的流動(dòng)度及抗壓強(qiáng)度的影響與水泥品及砂漿配合比有關(guān)。