聚合物快硬水泥砂浆体积稳定性研究
聚合物水泥砂浆的研究及应用
防水材料 聚合物水泥砂浆既可以用于刚性防水材料, 又可以作为柔 性防水材料。聚合物水泥砂浆作为柔性放水材料应用时, 主要是以防水涂料形式使用。 胶黏剂 由于聚合物水泥砂浆具有良好的粘结能力和良好的协调性 , 可以作为一种良好的胶黏剂, 如瓷砖胶黏剂; 界面处理 剂等。 防腐蚀 聚合物水泥砂浆比普通混凝土的抗渗性、耐介质性能好得 多, 能阻止介质渗入, 从而提高砂浆结构的耐腐蚀性能。 因此在许多防腐蚀场合得到应用, 主要有防腐蚀地面( 如 化工厂地面, 化学试验室地面等) 、钢筋混凝土结构的防 腐涂层、温泉浴池、污水管等等。 其它 聚合物水泥砂浆还可以应用于如表面装饰和保护, 铺面材 料, 合材料开发应用的 先行国家,聚合物水泥砂浆在建筑上应用 十分广泛 在日本,聚合物砂浆和混凝土在70 年代己 成为主要结构材料。 我国直至60~70年代才开始研究掺天然乳胶、 丁苯胶乳、氯丁胶乳、氯偏胶乳和丙烯酸 酯共聚胶乳的聚合物水泥砂浆
聚合物水泥砂浆的分类
一般把聚合物在砂浆中的应用分3种类型 聚合物砂浆(PM)
聚合物砂浆目前存在的问题和趋势
聚合物砂浆目前存在的问题 并非所有的聚合物乳液对水泥砂浆的粘结性能 都有改善的作用, 如在砂浆中加入丙烯酸酯。 这可能是因为有些聚合物与水泥体系不相容, 影响了水泥水化进程, 并且聚合物本身也会因 为水泥体系的碱性而降解。 阳光中的紫外线对聚合物材料的老化有很大的 影响。虽然到达地面上的紫外线量很少, 但是 紫外线的能量相当强, 对许多聚合物材料的破 坏性很大。
聚合物水泥砂浆的研究及应 用
聚合物水泥砂浆的发展
由于对高分子材料结构与性能的深入认识, 促进了越来越多的聚合物应用于建筑行业。 在建筑砂浆方面,普通水泥砂浆已经不能 满足需要,为了使砂浆具有其特殊的性能 来满足其特殊环境与场所的需要,在水泥 砂浆中加入聚合物来进行改性 聚合物改性砂浆由于其优异的性能广泛应 用于建筑材料中,聚合物在水泥砂浆和混 凝土中的改性机理已研究了80多年
聚合物快硬水泥混凝土抗开裂性能研究
1实 验 部 分
1.1 材 料 胶凝材料 :硫铝酸盐水泥。 细集料 :石英砂。 粗 集 料 :机 制 玄 武 岩 碎 石 。 聚合物 :醋酸 乙烯 一乙烯可再 分散乳胶粉。 纤维 :6mm 聚丙烯 纤维 (上海 凯杜 31 Ll m)、1 2mm 聚丙烯 纤维 (上海 凯杜 31 um)、6mm 聚丙烯纤 维 {宁 阳 邦能 13 u m)、钢纤维 (嘉 兴市金誉金 属制品有 限公 司 )。 选用 C40、凝结时间 为 1 20rain快硬水泥混凝 土进行下列 试 验 。 1.2试件 仪器 SJD一60 60L混凝土搅拌机 (卧式强制搅拌 机 ) CP4202C 电子 天平 混凝土 早期抗开 裂试 验装置开裂试模 ,如图 1,其共 有 七 根 应 力 诱 导 发 生 器 。
关键词 :聚合物 ;快硬 水泥混凝土 ;抗开裂性能
Abstract: O n the basis of strength test of conventional concrete,the paper researched the inf luence of tw o diferent kinds of polypropylene fiber,steel fiber and polym er dosage on the crack resistnce of polym er cem ent concrete,put forw ard the best sulotion to im prove the crack resistance of polym er rapid hardening cem ent concrete and analyzed other afecting factors w hich can efect the crack resistance of polym er rapid hardening cem ent concrete.the results show ed that w ith the incrቤተ መጻሕፍቲ ባይዱase of polym er dosage,the crack resistance of polym er rapid hardening concrete f irst increased and then decreased,appropriate increased diferent f iber content can increase crack resistance of polym er cem ent concrete,the cracking of polym er cem ent concrete can be avoided by compound mixing polypropylene fiber and steel f iber.
高吸水性聚合物对水泥砂浆长期收缩性能的影响
高吸水性聚合物对水泥砂浆长期收缩性能的影响高吸水性聚合物(High Absorption Polymer,简称HAP)是一种新型高分子材料,具有优异的吸水性能和增湿性能,被广泛应用于水泥砂浆中。
本文结合国内外文献综述,对HAP对水泥砂浆长期收缩性能的影响进行探讨。
1. HAP的吸水性能及其作用机理HAP是一种聚合物材料,具有较高的吸水性能,通常吸水率可达数百倍。
其作用机理主要为通过吸水形成一定的内聚力和胶凝力,使混凝土或砂浆的表面或内部逐渐变得致密,减少泌水量和收缩量。
2. HAP对水泥砂浆长期收缩性能的改进作用HAP在水泥砂浆中的加入可以显著改善水泥砂浆的收缩性能。
研究表明,HAP可以有效减少水泥砂浆的干缩量、收缩变形量和裂缝宽度等,提高水泥砂浆的耐久性和长期稳定性。
同时,HAP还可以增强水泥砂浆的抗裂性能和自愈性能,减少由微裂缝引起的损伤和缺陷。
HAP掺量是影响水泥砂浆长期收缩性能的重要因素之一。
一般来讲,HAP掺量越高,水泥砂浆的收缩量也越低。
但是,当HAP掺量超过一定范围后,HAP会影响水泥砂浆的强度和稳定性,进而影响水泥砂浆的耐久性和使用寿命。
4. HAP对水泥砂浆的影响机理及影响因素HAP在水泥砂浆中的加入会影响其结构和性能,主要包括以下方面:(1)HAP的吸水作用会改变水泥砂浆的含水率和水泥水化程度,进而影响其结构和力学性能;(3)HAP的加入会影响砂浆内部的应力状态和强度分布,进而影响其裂缝形成和扩展。
5. 总结高吸水性聚合物是一种新型高分子材料,对水泥砂浆长期收缩性能有重要的影响。
在砂浆中加入一定量的HAP可有效降低干缩量、收缩变形量和裂缝宽度等,提高砂浆的耐久性和长期稳定性。
未来研究可以进一步深入探究HAP的作用机理和加入量对砂浆性能的影响。
聚合物水泥砂浆的耐久性能试验
聚合物水泥砂浆的耐久性能试验作者:武海龙齐怿王金栋孙文来源:《砖瓦世界·下半月》2019年第02期摘; ;要:本文通过试验从收缩性能、抗渗性能、抗碳化性以及抗冻性等方面对聚合物水泥砂浆和普通水泥砂浆的耐久性能进行对比分析,结合试验结果来看,掺入聚合物的水泥砂浆在以上各个方面都得到了不同程度的改善,综合性能远强于普通水泥砂浆。
关键词:聚合物、水泥砂浆、耐久性作为现代建筑工程建设中最常用的一种材料,混凝土虽然具有较强的性能,但是随着使用时间的增加,建筑物会因为设计、施工、材料等方面因素的影响出现各类病害,若是出现具有危害性的混凝土缺陷,就需要进行一定的补强处理,比较常用的补强材料为水泥砂浆,因此就掺入聚合物是否能够提高水泥砂浆的耐久性进行研究具有积极意义。
一、试验原材料准备及配合比设计在本次试验中,选用的原材料为江苏双龙集团龙潭水泥厂生产的P。
O42.5级水泥,以天然河砂作为砂石原料,经过多种筛选后确定的醋酸乙烯—乙烯共聚乳液。
在选定各类原材料之后,需要完成水泥砂浆的配合比设计。
在具体工作中,聚合物水泥砂浆的水灰比的确定必须严格按照新搬水泥砂浆和易性相同的原则。
如表1所示,为聚合物水泥砂浆的配合比情况。
二、开展实验及结果分析讨论(一)水泥砂浆的收缩性能分析根据DL/T5150—2001《水泥混凝土试验规程》的要求制作试验试件,为了获得试件在试验过程中的收缩情况,需要在起两端预埋金属收缩侧头。
在试件制作完成后,要将其置入到标准养护室内养护一周,再移送到温度20±2℃、相对湿度为60±5%的恒温干缩室内。
在移入时要使用测量仪器对其初始长度进行测量记录,之后放置至干缩龄期时,对试件的长度进行测定,两个测量值之差就是试件自然干缩的长度。
之后向聚合物水泥砂浆中掺入MgO,观察聚合物水泥砂浆的干缩情况,为了探索不同掺量MgO对水泥砂浆干缩性能的影响是否存在差异,共进行了两次试验,MgO试剂的掺量分别为水泥用量的1%和2%。
210970772_聚合物砂浆基本性能试验研究
0 前言聚合物砂浆作为水泥基材料的一种复合材料,具有强度高、抗老化、耐久性好的特点[1],同时又改善了高普通水泥砂浆强度低、黏结性差的问题,具有广泛的应用前景[2]。
国内外学者针对聚合物砂浆进行了大量的研究试验,王培铭等人[3-4]研究表明丁苯乳液可以有效改善水泥砂浆力学性能,提高抗折强度。
闫义等人[5]研究发现羧甲基纤维素钠和矿物掺合料可以有效改善聚合物砂浆的抗裂性能;吴开胜等人[6-7]研究表明消泡剂可以有效提升丁苯乳液聚合物砂浆的力学性能,同时发现聚合物掺量越高,可以有效改善抗折强度和黏结强度,但不利于抗压强度的发展。
韩晓丽等人[8]进行了聚合物砂浆对裂缝、坑槽等病害处理技术研究,结果表明聚合物砂浆在公路维修养护具有良好的路用效果。
张浩等人[9]通过研究发现纤维可以有效提升聚合物砂浆的力学性能,尤其是对人性的改善尤为显著,并对其微观增强增韧机理进行了分析。
SHAKER[10]等人研究表明聚合物可以有效提升水泥砂浆的耐久性能和混凝土的耐腐蚀性能。
该文在借鉴已有科研成果的基础上,通过研究聚灰比对聚合物砂浆性能的影响规律,测试了丁苯乳液掺量和丙稀酸乳液掺量对聚合物砂浆的稠度、密度、黏结强度等性能的影响,为聚合物砂浆的制备和应用提供参考依据。
1 试验1.1 试验原材料水泥采用陕西冀东水泥盾石工程有限责任公司生产的P.042.5级普通硅酸盐水泥;硅灰:实测密度为2.214 g/cm3,粒径1 μm以下;丁苯乳液(SBR):水乳溶液固体含量为47%;高效减水剂:聚羧酸系列高效减水剂,减水率大于25%;消泡剂:消泡剂为磷酸三丁酯;膨胀剂(UEA):全称U型混凝土膨胀剂,为钙矾石型膨胀剂;砂采用标准砂,实测密度为2.63 g/cm3,SiO2含量大于96%。
1.2 试验方法具体方法如下。
1)聚合物砂浆制备:根据配比设计,先将称取好的聚合物、试验用水以及减水剂倒入搅拌锅中进行混合,待聚合物和水混合均匀后加入预先称好的消泡剂、水泥和砂子进行搅拌,低速搅拌120 s后,转高速搅拌60 s即可制得聚合物改性水泥砂浆。
聚合物水泥快速修补防水砂浆的研究
S t u d y o n Po l y me r Ce me n t W a t e r p r o o in f g Mo r t a r f o r Fa s t Re p a i r
C h e n J i a l i n, L i u Yi x i n g , Wa n g We i k u n
b e印 p l i e d i n f a s t r e p ir a nd a r e i n f o r c e me n t o f c o n c r e t e o r mo r t a r .
Ke y wo r d s :p o l y me r c e me n t wa t e r p r o o in f g mo r t a r ;f a s t r e p a i r ;r up t u r e s re t n g t h ;c o mp r e s s i v e s t r e n th g ; wa t e r i mp e me r a b i l i t y ;
将快速修补材料特别是聚合物改性砂浆快速修 补材料用于建筑 防水 的报道较少见。本研究根据上
述 对 快 速 修补 材 料 的要 求 , 结合 J C / T 9 8 4 —2 O 1 1 《 聚
4 MP a 、 抗 压 强度 达 到 2 0 MP a的 性 能刚 ; 张 丽 璞 除提 出上 述要求 外 , 还增加 了 1 d 抗 折 强度 达到 5 . 5 MP a 、
抗压强度达到 3 5 M P a 的要求[ 2 1 。通常认为快速 修补
材 料应 满足 ( S h a n g h a i Hu i b a n g S p e c i a l C o a t i n g C o . , L t d . , S h a n g h i a 2 0 0 0 8 0 , C h i n a )
聚合物对砂浆性能的影响研究
聚合物对砂浆性能的影响研究王政 李家和 董淑惠 吴敬龙(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 黑龙江 哈尔滨 150001) 【摘要】本文研究了两种聚合物对砂浆强度的影响,测试了砂浆的干燥收缩。
采用环形约束装置测定砂浆的开裂情况,用开裂总权值W表征了砂浆收缩开裂程度情况,应用裂缝控制率K表征了聚合物对砂浆开裂性能改善程度,通过SEM研究了聚合物砂浆的微观结构。
试验结果表明:砂浆中掺入羟丙基甲基纤维素,其抗压和抗折强度均下降,但砂浆的折压比增加。
砂浆中掺入可再分散胶粉(2350)和可再分散胶粉,其抗折强度提高较大,折压比大幅度提高。
掺两种聚合物的砂浆的干燥收缩均比未掺的沙降低。
在约束条件下,掺聚合物砂浆的开裂时间较未的砂浆有较大的延长﹑裂缝数量及裂缝最大宽度﹑开裂总权值均下降,裂缝控制率K明显提高。
本文采用的两种聚合物具有很好的阻裂作用。
【关键词】砂浆;聚合物;开裂;阻裂1前言普通砂浆的干缩变形往往很大,在承受荷载或温度条件变化时,容易产生变形和裂缝。
正是由于这些不利因素,普通砂浆的应用往往只限于建筑物的砌筑、抹面和勾缝等方面。
就抹灰砂浆而言,如果使用不当,墙面会在施工三、四个月后发生空鼓、开裂、脱落等现象,严重影响建筑物的质量和使用功能,而这一现象的产生与砂浆收缩率过大有着直接的关系[1]。
砂浆在凝结硬化过程中会由于失水而出现干燥收缩现象,当这种收缩受到基体约束时,砂浆内部就会产生收缩应力,一旦这种收缩应力超过砂浆的抗拉强度,砂浆就会出现裂纹。
而砂浆渗水的基本原因,就是砂浆体内存在孔隙和裂缝。
砂浆的开裂是建筑工程中非常普遍的现象。
裂缝的发生和扩展,将会引起结构物墙体渗漏和粉刷层脱落,进而导致内层混凝土或砌体的碳化侵蚀,使后期结构物的整体强度降低,危害建筑物的使用寿命,严重的将会引起建筑物使用功能丧失。
裂缝是破坏建筑物的危险先兆。
因此,开发出一种具有明显阻裂作用的砂浆这项工作在当前的建材研发领域中显得尤为重要。
聚合物材料的界面反应及稳定性研究
聚合物材料的界面反应及稳定性研究随着聚合物材料的广泛应用,其界面反应及稳定性研究也成为了当前的热点问题之一。
聚合物材料作为一种复杂的材料体系,其界面反应及稳定性的研究涉及到材料的物理、化学、力学等多个方面。
本文将从聚合物材料的界面反应和稳定性两个方面进行探讨。
一、聚合物材料的界面反应研究聚合物材料与其他材料的接触面形成材料的界面,聚合物材料的性能也受到了界面的影响。
因此,聚合物材料的界面反应研究也成为了聚合物材料研究的热点之一。
1.表面活性剂与聚合物材料的界面反应表面活性剂是界面活性物质的一种,其能够降低液体表面张力,改善界面的性质。
研究表明,表面活性剂与聚合物材料的界面反应可以改善聚合物材料的表面性能,提高聚合物材料的耐久性和稳定性。
2.有机改性剂与聚合物材料的界面反应聚合物材料的表面化学性质直接影响其界面反应。
有机改性剂是一种常用的表面化学处理剂,能够改善材料的表面性质,并改变材料的界面反应方式。
有机改性剂与聚合物材料的界面反应研究也成为当前的热点问题之一。
3.光引发剂对聚合物材料的界面反应光引发剂是一种重要的界面活性物质,其在聚合物材料表面上吸附和分解会引发化学反应,从而使聚合物材料的表面性质发生变化。
光引发剂对聚合物材料的界面反应研究可以帮助优化聚合物材料的品质和结构。
二、聚合物材料的稳定性研究聚合物材料的稳定性是指其在一定环境下的耐久性和稳定性。
聚合物材料的稳定性不仅关系到材料的表面性质和机械性能,还涉及到材料的物理、化学、力学等方面。
因此,聚合物材料的稳定性研究也成为当前的热点问题之一。
1.光稳定剂对聚合物材料的稳定性聚合物材料在光照环境下容易发生老化和破坏,因为光线会引起聚合物材料中的化学反应,使其性能发生变化。
因此,使用光稳定剂是一种有效的涉及聚合物材料稳定性的方法。
2.聚合物材料的耐热性聚合物材料的耐热性是其稳定性的一个重要指标。
在高温环境下,聚合物材料很容易发生分解,使其性能发生变化。
聚合物水泥砂浆力学性能及微观结构表征研究
1 试 验 材 料 及 方 案
1 _ 3 试件制备 根据各 组试验所需分别 制备聚合 物掺 量为 0 %、 2 %、 4 %、 6 %的试 件, 试 件尺寸 为 4 0 m m x 4 0 m m x 1 6 0 a r m . 制作 抗折及抗压试 验的试件方 法参照 I S O法进行 。并放人 2 O ℃恒温水箱 中养护 , 养护龄期为 2 8 天。
明显 . 使其孔径大幅度减小。
【 关键词 】 聚合物 ; 水泥砂 浆 ; 力学性 能; 微观 结构
0 引 言
7 d 、 1 4 d 、 2 8 d 的抗压强度 , 其测试结果见 图 1 。
水泥基材料以其价格便宜 、 强度高 、 生产工 艺简单 、 适应性强等众 — ● 2 l a 多优点 , 已成为世界范围内应用最 广且用量最大 的一种建筑材料 。随 ● ● _ 4h 着我 国国民经济的快速发展 . 大量 的以水 泥混凝 土为代 表的桥梁和路 —● 6 h 面在交通基础建设 中大量涌现而出l l - 2 1 。但是 . 由于恶劣的环境作用以 及施工技术水平的不足 . 早期修建 的混凝 土结构 出现了一系列的耐久 ÷ 1 d 性问题而引起 了人们的广泛关注 —| ÷ 一7 d 聚合物在水泥基材料性能的优化 、 多功能化 、 结 构建筑的维修 、 养 - . -1 4 d 护等方面起着重要作用 聚合物水泥砂浆 是将聚合物按一定的 比例加 入水泥砂浆制成的复合材料 . 聚合 物的加人 大大 提高了水泥砂浆的力 — 一2 8d 学性能 . 且聚合物水泥砂浆 已成为不可替代的结 构修补材料 国内外 歪 越 秘 鹾 0 2 4 6 学者对聚合物水泥砂浆虽然相继开展了一些研究 。但是 . 从宏 观力学 ∞ ∞ ∞ ∞ 如 如 加 聚合物参量 性能与微观结构变化结合来研究聚合 物水泥砂浆性 能的研究较少 . 为 此本文开展聚合物水泥砂浆力学性能及 微观结构表征研究尤为必要 图1 不同聚合物参量 下水泥砂浆的抗压强度
聚合物粉末对水泥砂浆抗冻性能的影响研究
引言水泥基材料是应用最广的建筑材料之一,因其力学强度高、价格低廉,被广泛应用于各类基础设施的建设中。
水泥水化产物是相互搭接的针棒状结构,其硬化浆体中存在大量空隙,水分易渗入内部,在低温环境下易产生冻涨,引起体积变化,且水泥刚度大但韧性不足,无法抵抗水分冻涨引起的体积应力,导致在寒冷气候下服役过程中易因反复冻胀和融化使结构劣化,降低稳定性及耐久性[1]。
由于我国地域的复杂性和气候的多样性,北方寒冷地区每年受融雪环境影响,造成水泥材料的腐蚀脱落,需投入大量的资金进行维护与加固。
因此,选用新材聚合物粉末对水泥砂浆抗冻性能的影响研究张 娜1 董文乔2 王婉申1 孙 倩1 万维福3 王冬梅11. 天津市建筑材料科学研究院有限公司 天津 3003812. 天津市贰拾壹站检测技术有限公司 天津 3003813. 北京金隅混凝土有限公司 北京 100165摘 要:采用气冻水融的慢冻法冻融循环机制,通过冻融前后的力学强度、微观形貌分析,对可再分散沥青粉末(EAP)、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物(VAE)胶粉改性水泥砂浆进行抗冻性研究,对比在不同掺量、不同循环次数下2种可再分散聚合物粉末对砂浆抗冻性能的改善效果。
结果表明:聚合物可在水泥砂浆内部形成膜状结构,提高防水性能,从而能明显提高水泥砂浆的抗冻性能,尤其是200次冻融循环以上的长期抗冻性。
冻融循环对聚合物水泥砂浆抗折强度的破坏程度大于对水泥砂浆抗压强度的破坏程度,且在冻融循环早期,聚合物砂浆不会出现严重的结构破坏。
在相同掺量下,EAP对水泥砂浆抗冻性能的改善效果优于VAE胶粉,EAP的最佳掺量为10%,VAE胶粉掺量的增大不利于冻融循环后力学强度的保持,但与空白砂浆相比保持效果更好。
关键词:可再分散沥青粉末;可再分散乳胶粉;水泥砂浆;抗冻性;微观形貌The Effect of Re-dispersible Polymer Powder on the Frost Resistance of Cement Mortar Abstract: By using the slow freezing and thawing cycle mechanism of air freezing and water thawing, and analyzing the mechanical strength and microstructure before and after freezing and thawing, study the frost resistance of cement mortar modified with emulsified asphalt powder (EAP) and ethylene-vinyl acetate copolymer (VAE) adhesive powder. The improvement effect of two re-dispersible polymer powders on the frost resistance of the mortar was compared at different dosages and cycles. The results show that polymers can form a membrane-like structure inside the cement mortar, improve its waterproof performance, and significantly improve the frost resistance of the cement mortar, especially the long-term frost resistance after more than 200 freeze-thaw cycles. The degree of damage to the flexural strength of polymer cement mortar caused by freeze-thaw cycles is greater than the degree of damage to the compressive strength of cement mortar, and in the early stages of freeze-thaw cycles, polymer mortar will not experience serious structural damage. At the same dosage, the improvement effect of EAP on the frost resistance of cement mortar is better than that of VAE adhesive powder. The optimal dosage of EAP is 10%. Increasing the VAE adhesive powder dosage is not conducive to maintaining the mechanical strength after freeze-thaw cycles, but it has a better retention effect compared to blank mortar.Key words: Re-dispersible asphalt powder; re-dispersible latex powder; cement mortar; frost resistance; microscopic morphology收稿日期:2023-5-5第一作者:张娜,1992年生,工程师,主要从事聚合物粉体建材外加剂及聚合物改性水泥基材料的研究工作,E-mail:***************通信作者:王婉申,1991年生,主要从事新型建筑材料的研发工作,E-mail:****************项目信息:天津市科技计划项目“超高韧性水泥基材料的技术开发和应用技术研究”(22YFFCYS00070)料等方法治理病害,增长建筑物的使用周期,成为现在研究的主要方向[2]。
聚合物水泥砂浆高温后力学性能研究
广东建材2021年第3期聚合物水泥砂浆高温后力学性能研究蒋杰良陈建华(广东工业大学土木与交通工程学院)【摘要】聚合物水泥砂浆(PCM)越来越广泛地应用于土木工程结构的修复和加固。
本文对PCM高温后的力学性能进行了研究,对比分析了100~600℃高温和不同冷却方式对PCM抗折抗压强度的影响。
结果表明,PCM的力学性能随温度升高呈下降趋势,在300℃~600℃高温下的强度下降尤其显著,其中抗折强度受高温影响比抗压强度显著;自然冷却的方式有利于保持PCM在100℃~300℃高温后的力学性能,而泡水冷却的方式则有利于保持PCM在400℃~600℃高温后的力学性能。
【关键词】PCM;高温;冷却方式;抗折强度;抗压强度0引言PCM(聚合物水泥砂浆)是近几十年发展起来的一种新型修补材料,其通过在水泥砂浆中添加各种聚合物来改善普通水泥砂浆的性能[1],可有效提升水泥砂浆的力学性能[2-3]、耐腐蚀性能[4]等。
由于其优异的力学性能和耐腐蚀性能,近年来PCM逐渐地在结构加固领域中得到应用。
有学者提出PCM-FRP的新型复合加固方法[5-7],GUOR、JIANG Y等学者研究了PCM-混凝土、CFRP-PCM 等复合加固方式的界面力学性能[8-9]。
而Khuram Rashid 研究了高温条件下PCM-混凝土界面的性能,发现PCM 和混凝土之间的界面拉伸强度和剪切强度受温度影响显著,在高温下检测到界面强度大幅下降[10]。
这一复合加固方式能有效解决FRP加固耐高温性能差、PCM与混凝土界面粘结性能差的问题,但目前对PCM高温下力学性能的研究较少。
本文研究了不同高温和不同冷却方式对PCM力学性能的影响,并对PCM抗折、抗压强度随温度的退化规律进行了分析,为PCM的工程应用及高温下的强度退化提供科学依据。
1试验材料及方法1.1原材料聚合物水泥砂浆(PCM):采用上海环宇建筑工程材料有限公司生产的聚合物水泥砂浆SJ55;其组成为:聚乙烯醇纤维(PVA纤维)0.1%,水泥45%~55%,砂45%,使用时每千克干粉掺入16%的水搅拌均匀PCM在标准条件下养护28天的力学性能见表1。
快硬UHPC的研发及其在道路快速维养工程中的示范应用
新型建筑材料2021.01近年来,我国城市基础设施的建设得到快速发展,但是由于外部影响因素作用,城市基础设施的老化速度正在加剧,配套混凝土结构服役寿命大幅缩短,20世纪末建成的混凝土结构即将迎来修补加固高峰期。
在城市快节奏发展和高交通压力的背景下,如何快速实现老旧混凝土结构的低影响、高质量、高耐久修补加固是目前亟待展开研究的课题。
快速修复材料方面,目前国内多采用硫铝酸盐类水泥作为主要原材料[1],但其本身具有诸多缺陷,如收缩大、裂缝明显、后期强度倒缩、可操作时间不易调控、对工况条件敏感性高等。
这些缺陷导致该类修补混凝土不利于实际施工及工程耐久性[2]。
现场施工设备方面,目前主要依靠传统现场搅拌的方快硬UHPC 的研发及其在道路快速维养工程中的示范应用周渊1,王雄2,秦廉3,李欢欢1,黄岚1,陈黎安1,张跃明3,徐月梅1(1.上海城建物资有限公司,上海200438;2.上海市浦东新区建设工程安全质量监督站,上海200127;3.上海住总工程材料有限公司,上海210204)摘要:基于市政快速维养工程需求开发了一种硅酸盐水泥基快硬UHPC ,通过对拌合物黏度的调控,使其具有优异的工作性且钢纤维分散均匀无结团,在保持30min 以上可操作时间的前提下,2h 抗压强度大于30MPa 、抗折强度大于10MPa ,28d 抗压强度大于150MPa ,抗拉强度大于5MPa ,长龄期强度可持续发展,R 90/R 28抗压强度比大于105%。
快硬UHPC 不仅可满足快速维养施工需求,同时可克服传统快硬材料由于质量不稳定、脆性大、后期强度倒缩等耐久性不佳缺陷导致的反复维养问题。
研究成果已成功应用于浦东新区张杨路道路快速维养工程,结合专用车载集成式搅拌设备的应用,降低了施工现场劳动作业强度,大幅提高了制备效率。
关键词:UHPC ;快硬材料;快速维养;道路修复中图分类号:TU528.31文献标识码:A文章编号:1001-702X (2021)01-0010-05Development of rapid hardening UHPC and its application in road rehabilitationZHOU Yuan 1,WANG Xiong 2,QIN Lian 3,LI Huanhuan 1,HUANG Lan 1,CHEN Li'an 1,ZHANG Yueming 3,XU Yuemei 1(1.Shanghai Urban Construction Material Co.Ltd.,Shanghai 200438,China ;2.Shanghai Pudong New Area Construction Project Safety and Quality Supervision Station ,Shanghai 200127,China ;3.Shanghai Zhuzong Engineering Materials Co.Ltd.,Shanghai 210204,China )Abstract :Based on the demand of municipal rapid maintenance project ,a kind of Portland cement-based rapid hardening UHPChas been developed successfully.By adjusting the viscosity of the mixture ,it has excellent workability and the steel fiber is evenly distributed without agglomeration.Under the premise of maintaining the workable time for more than 30minutes ,the 2h compressive strength is greater than 30MPa ,the 2h flexural strength is greater than 10MPa ,the 28d compressive strength is greater than 150MPa ,and the tensile strength is greater than 5MPa.Meanwhile the compressive strength ratio of R 90/R 28is more than 105%whichmeans it has long time continuous hydration characteristic.The research results can not only meet the needs of fast maintenance con -struction ,but also overcome the repeated maintenance problems caused by the poor durability defects of traditional fast hardening ma -terials ,such as unstable quality ,high brittleness and later strength shrinkage.The research products have been successfully applied to the Zhangyang road rapid maintenance project in Pudong bined with the development of special vehicle integrated mix -ing equipment and the application of demonstration project ,the labor intensity is lower ,the preparation efficiency is greatly improved.Key words :UHPC ,rapid hardening materials ,rapid maintenance ,road rehabilitation基金项目:浦东科委民生科技项目(PKJ2018-C01)收稿日期:2020-03-17;修订日期:2020-04-17作者简介:周渊,男,1965年生,高级工程师,从事新材料应用及开发工作。
聚合物水泥砂浆的力学性能与微观机理研究
聚合物水泥砂浆的力学性能与微观机理研究刘大智;沈化荣;储洪强;蒋林华【摘要】对比了聚合物水泥砂浆和普通砂浆的抗折强度、抗压强度、弹性模量和粘结性能,并采用BET,XRD,SEM对其微观机理进行了分析,结果表明:聚合物砂浆的抗折、抗压强度均高于基准砂浆,抗折强度的提高程度更明显,且随着聚灰比的增加,抗折强度逐渐增大,聚灰比为10%砂浆的抗折强度提高70.5%,抗压强度提高21.1%;聚合物砂浆的弹性模量低于基准砂浆,且随着聚灰比的增加呈逐渐降低的趋势,聚灰比为10%的砂浆比普通砂浆降低26.0%;随着聚合物掺量的增加,粘结强度有所增加,聚灰比为10%的砂浆比普通砂浆提高8.9%,但聚灰比超过10%以后增幅较小.微观分析表明,聚合物的掺入明显改善水泥砂浆的孔结构,形成的柔性网状胶膜结构有效地改善了水泥石结构与集料的结合形态,使内部结构趋于完善.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2010(042)006【总页数】4页(P802-805)【关键词】聚合物;改性水泥砂浆;力学性能【作者】刘大智;沈化荣;储洪强;蒋林华【作者单位】河海大学力学与材料学院,南京,210098;淮阴工学院土木工程系,淮阴,223003;河海大学力学与材料学院,南京,210098;河海大学力学与材料学院,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】TQ528.4混凝土建筑物随着运行年限的延长,各项力学性能将逐渐劣化,在外部荷载和环境等因素作用下损伤会逐步加剧[1-3]。
对于有实质性危害的混凝土缺陷,需使用性能优异材料进行补强处理,控制和降低这些缺陷对建筑物的危害。
研究混凝土病害修补新材料,尤其用聚合物高分子材料对水泥砂浆改性有着十分重要的理论和应用价值[4-12]。
不同聚灰比的聚合物水泥砂浆性能是否优于普通水泥砂浆,以适应修补加固的需要,主要在于其抗折强度是否高于普通砂浆而弹性模量又较小,以适应变形。
另外对于修补加固材料而言,水泥砂浆的粘结性能好坏决定了修补后基材的长期性能和使用寿命,对修补加固后的工程质量具有至关重要的意义。
聚合物水泥砂浆的研究及应用(一)
聚合物水泥砂浆的研究及应用(一)聚合物水泥砂浆的研究及应用(一)摘要:把聚合物用于改性水泥砂浆,在世界上已有很长的一段历史。
与普通的水泥砂浆相比,聚合物水泥砂浆具有很多优良的性能。
本文对聚合物改性砂浆的改性机理、改性砂浆性能以及改性砂浆的应用情况作详细介绍。
关键词:聚合物;砂浆,改性;性能;应用1前言早在1923年,英国人Gresson就把聚合物应用于路面材料而获得专利。
到1924出版了关于现代聚合物改性材料的正式的文献。
从那时起,近70年来世界各国出现了大量的关于聚合物用于改性水泥砂浆和混凝土的研究,而且对聚合物用于水泥基材料的兴趣也越来越来大。
在这一领域里研究开发走在世界前列的国家有日本、美国、前苏联、德国等。
如日本对新型高性能聚合物混凝土复合材料的研究开发应用已有40年的历史,并已为此制定了部分标准(JlS6203);德国交通部筑路局对用于桥面的混凝土修补而附加的技术协议和规范(zTVSIB90)特别制定了聚合物改性砂浆(混凝土)供货的技术条件和检验规范(TLBEPCC,TPCC),我国在这一方面的研究起步较晚,还是近十几年发展起来的。
1990年在上海举行了第6届国际聚合物混凝土会议,大大地加速了我国在这一方面研究与应用的进步。
2聚合物水泥砂浆的改性机理聚合物改性砂浆的研究之所以如此大的进展,就是因为这种材料通过改性具有许多优异的性能。
了解其改性机理对研究和开发这类材料尤其重要。
众所周知·水泥砂浆作为一种复合材料,骨料和水泥基之间的界面过渡区是材料的薄弱环节。
在界面过渡区,水灰比高、孔隙率大、氢氧化钙和钙矾石多,晶粒粗大、氢氧化钙晶体取向生长。
要改善水泥基材料的性能,就必须改善界面过渡区的结构和性质。
聚合物对水泥砂浆的改性作用,其实质也是改善材料的界面过渡区,从而使材料获得别的材料所不具有的性能。
(1)聚合物具有减水的效果。
其表现在配制具有相同流动度的砂浆时,掺有聚合物的砂浆的水灰比要低于普通砂浆的水灰比。
聚合物水泥砂浆的耐久性能试验
聚合物水泥砂浆的耐久性能试验刘大智;储洪强;蒋林华【摘要】对比了聚合物水泥砂浆和普通水泥砂浆的耐久性能,主要包括收缩、抗渗、碳化和抗冻性能,并采用XRD及SEM对其微观机理进行分析,结果表明:聚合物的掺入使得水泥砂浆的收缩值明显降低,而且随掺量的增加其收缩率降低;水泥砂浆的抗渗、抗碳化以及抗冻性能随着水泥砂浆中聚合物掺量的增加而逐步提高;掺加纳米级SiO2的聚合物水泥砂浆抗渗性能最好,抗碳化性能相对较差,但仍远优于普通水泥砂浆.【期刊名称】《水利水电科技进展》【年(卷),期】2010(030)006【总页数】5页(P39-42,70)【关键词】聚合物;改性水泥砂浆;砂浆耐久性试验【作者】刘大智;储洪强;蒋林华【作者单位】河海大学力学与材料学院,江苏,南京,210098;河海大学力学与材料学院,江苏,南京,210098;河海大学力学与材料学院,江苏,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】TQ172.1+2混凝土是现代土木建筑工程中不可缺少、用量最大、用途最广的一种建筑材料。
用混凝土材料建造的建筑物,随着运行年限的增长,由于设计、施工、材料耐久性及管理不良等多因素引起的工程老化与病害不断发生。
对于有实质性危害的混凝土缺陷,必须用好的补强加固材料进行补强处理,以控制这些缺陷对建筑物的危害。
因此,新型修补加固材料的研制十分必要。
聚合物水泥砂浆是有机和无机的复合材料,是将分散于水中或溶于水中的聚合物掺入普通水泥砂浆中配制而成的,用聚合物高分子材料对水泥砂浆改性有着十分重大的意义[1-8]。
砂浆的耐久性能主要包括收缩性能、抗渗性能、碳化性能、抗冻性能。
本文重点探讨不同聚灰比水泥砂浆的耐久性能是否优于普通水泥砂浆,以适应修补加固的需要。
1 试验原材料及配合比试验所用水泥为江苏双龙集团龙潭水泥厂生产的P.O42.5级水泥;砂为Ⅱ区天然河砂,细度模数为2.8;高分子材料是经优选后的机械稳定性较好的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液[9],固含量为54.0%,pH值为5.0,密度为 1.07g/cm3。
高强聚合物改性水泥砂浆的性能与应用的开题报告
高强聚合物改性水泥砂浆的性能与应用的开题报告【摘要】高强聚合物改性水泥砂浆作为一种新型建筑材料,以其良好的物理、化学性能,广泛应用于建筑工程中。
本文基于已有的文献资料,重点探讨了高强聚合物改性水泥砂浆的制备工艺,并对其性能进行了综合评价。
结果表明,高强聚合物对水泥砂浆的力学强度和耐水性能等方面具有显著改善作用,其应用价值十分广泛。
【关键词】高强聚合物,改性水泥砂浆,制备工艺,性能评价【ABSTRACT】As a new type of building material, high-strength polymer-modified cement mortar is widely used in construction engineering due to its excellent physical and chemical properties. Based on the existing literature, this paper focuses on the preparation process of high-strength polymer-modified cement mortar, and comprehensively evaluates its performance. The results show that high-strength polymer has a significant improvement effect on the mechanical strength and water resistance of cement mortar, and its application value is very extensive.【Keywords】high-strength polymer, modified cement mortar, preparation process, performance evaluation【正文】一、研究背景及意义高强聚合物改性水泥砂浆是一种新型的建筑材料,具有独特的优势,如高强度、良好的耐水性能、防水防潮等特性,广泛应用于建筑工程中,特别是在地下室防水、道路桥梁、隧道工程等领域中得到了广泛应用。
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试样1 试样2 试样3
5 10 15 20 25 30 35 40 45 龄期/h
图1 未添加塑性膨胀剂砂浆收缩率测试结果
收缩率/10-6
200 0
-200 -400 -600 -800 -1 000
0
10 20 30 40 50 龄期/h
试样1 试样2 试样3
表1 发气剂试验结果
编 号
相容性
掺量/%(与水 材料分 泥质量比) 离度/%
发气效果
1# 拌合效果良好
2#
破乳
0.30 0.30
0.5
有较大 气泡逸出
Байду номын сангаас
3# 拌合效果良好 4# 出现假凝现象
0.09 0.30
0.3
未见气泡 明显逸出
0.2
膨胀 率/% 1.5
1.1
收缩率/10-6
1 400 1 200 1 000
技 轨道 术
聚合物快硬水泥砂浆体积稳定性研究
贾恒琼,王涛,魏曌
(中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所,北京 100081)
摘 要:聚合物乳液改性硫铝酸盐水泥砂浆已在众多维修工程中应用,研究该快硬砂浆的早期、 长期的体积稳定性。结果显示:通过添加塑性膨胀剂,砂浆早期处于膨胀状态,能抵消一部分 后期干燥收缩;对比3种养护制度对砂浆收缩率的影响,一定湿度养护既有利于硫铝酸盐水泥水 化后呈现微膨胀性,聚合物也能缓慢干燥成膜;随着聚合物用量增大,抗压强度有所降低,收 缩率也呈增大趋势,聚灰比在0.2以下为宜;通过SEM观察砂浆微观形貌,聚合物薄膜与水泥结 晶体形成互穿网络。 关键词:聚合物;快硬砂浆;体积稳定性;早期膨胀;塑性阶段
基金项目:中国铁道科学研究院集团有限公司科技研究开发计 划项目(2017YJ088 )
第一作者:贾恒琼(1980—),女,副研究员。 E-mail:hengqiong@
1 材料与方法
1.1 原材料 原材料包括: (1)水泥:唐山六九水泥有限公司,42.5快硬硫
铝酸盐水泥; (2)细骨料:机制硅砂,细度模数1.6; (3)聚合物乳液:上海道桥BSF公司生产的
SD623,50%固含量; (4)消泡剂:有机硅类; (5)减水剂:聚羧酸减水剂。 另外,还有增稠剂、促凝剂和塑性膨胀剂等。
1.2 试验方法 抗折强度、抗压强度、弹性模量测试参照GB/T
50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》。 膨胀率、材料分离度参照QCR 469—2015《客运专线 CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆》。
从图1可知,收缩率的变化分为4个阶段: 第1阶段,0~25 min,砂浆先膨胀,膨胀率 达到140×10-6;
第2阶段,25~60 min,砂浆较大幅度收缩,收缩率达到 1 200×10-6,这个阶段结束时砂浆已初凝;
第3阶段,1~3 h,砂浆不再收缩,开始缓慢膨胀; 第4阶段,3 h后,砂浆体积基本保持稳定,完全固化 成型。 从图2可知,添加塑性膨胀剂的砂浆收缩率变化同样分为 4个阶段,不同的是,砂浆在固化前一直处于膨胀状态,固化 后才产生缓慢收缩,收缩率100×10-6,比未添加塑性膨胀剂
采用非接触法测试砂浆的形变,研究其 早期膨胀特性[5],试验方法参照GB/T 50082— 2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法 标准》。
非接触法测试砂浆的形变,从砂浆浇筑后 开始测试收缩率,未添加塑性膨胀剂砂浆收缩 率测试结果见图1,添加塑性膨胀剂砂浆收缩率 测试结果见图2。塑性膨胀剂在砂浆未凝固阶段 产生膨胀,使得砂浆在固化后具有一定的膨胀 率,抵消部分干燥收缩。
60 70 80
图2 添加塑性膨胀剂砂浆收缩率测试结果
2019年第2期 47
技 轨道 术
砂浆小得多。由此得出,塑性膨胀剂可以部分补偿砂 浆的收缩。 2.2 养护制度对砂浆收缩的影响
成型40 m m×40 m m×160 m m尺寸的砂浆,2 h砂 浆固化后测试初始值,设计3种不同养护条件,测试收 缩率:
(1)20 ℃,60%RH; (2)20 ℃水浸泡; (3)7 d,20 ℃水浸泡,之后在20 ℃、60%RH下 养护,并测试2 h、1 d、2 d、3 d、7 d、14 d、28 d、 60 d、90 d、120 d、150 d、180 d收缩率。 选取2种聚合物乳液(1#、2#),测试对应砂浆的 收缩率,同时观察浇筑成1 cm厚3种砂浆在室外暴露后 的开裂情况,试验数据见图3。 由图3可知,收缩率2#>1#,室外裸露砂浆2#砂浆开 裂,1#未开裂。常温下,将1#和2#聚合物乳液涂敷在玻 璃板上,自然干燥后,1#聚合物干膜有一定的弹韧性, 2#聚合物易折断。因此制得的1#砂浆收缩率小且具有抗 开裂性。从养护条件看:
中图分类号:U214
文献标识码:A
DOI:10.19550/j.issn.1672-061x.2019.02.046
文章编号:1672-061X(2019)02-0046-05
0 引言
聚合物水泥砂浆是有机和无机的复合材料,是将 分散于水中或溶于水中的聚合物掺入普通水泥砂浆中 配制而成的。聚合物的添加赋予了水泥砂浆优异的黏 结力、抗渗性、抗冻性、抗冲击性等,应用场合进一 步扩大。近年来对高分子材料结构与性能的深入认 识,促使越来越多的聚合物应用于水泥砂浆,改性所 用的聚合物乳液主要有聚丙烯酸酯乳液、氯丁橡胶乳 液、丁苯胶乳、乙酸乙烯乳液、聚醋酸乙烯乳液等。 在一些需要维修后尽快开放交通的场合,如公路、铁 路,聚合物快硬硫铝酸盐水泥砂浆可满足快速抢修需 要,新旧材料结合较好,但砂浆的体积稳定性却鲜有 研究报道 。 [1-16]
46 2019年第2期
技 轨道 术
2 试验结果
2.1 砂浆早期膨胀性能 2.1.1 不同发气剂对砂浆膨胀率的影响
通过添加发气剂,在砂浆固化的同时,发 气剂反应产生的气体使得体积略有膨胀,结构 中含有直径为10~50 μm的微小气孔,体积膨胀 率可达1%~3%,可以部分抵消后期收缩。
在硅酸盐水泥砂浆中,铝粉发气剂掺量小, 发气过程易控制,砂浆孔结构细小致密,可通 过调整掺量达到膨胀率要求。在强碱条件下, 铝粉才能发气引起膨胀,因此要求水泥砂浆pH 值较大。硅酸盐水泥拌制的砂浆pH>12.0,而硫 铝酸盐水泥拌制的砂浆pH在10.0~12.0。因此在 硫铝酸盐水泥砂浆中,加入铝粉无法膨胀。对 4种塑性膨胀剂进行试验,结果见表1。1#制得 的砂浆断面气孔较大,加入2#制得的砂浆无法拌 合,4#制得的砂浆出现假凝现象, 3#制得的砂 浆因塑性膨胀剂掺量少,在砂浆中形成的气泡 均匀致密,砂浆在2 h时固化后,测试膨胀率为 1.1%。该发气剂是高分子复合物,在硫铝酸盐 水泥水化过程中,碱金属催化作用下自身发生 分解不断产生氮气来达到膨胀效果。3#砂浆浇 筑到量筒中,30 min后在量筒侧面能清楚看到有 细小气泡逐渐形成并处于上升状态。 2.1.2 非接触法测定砂浆早期形变