聚合物胶粉对PC和SAC水泥砂浆的改性研究

再分散乳胶粉（ＦＬｌ２１２）为聚合物（以下简称“聚合物 ５％，８％，１０％，１５％。
胶粉”）。研究该聚合物胶粉对改性硫销酸盐水泥砂
（２）试件制备。试件尺寸４０ｍｍ ｘ４０ｍｍ×１６０ｒａｍ，
浆和改性硅酸盐水泥砂浆的性能影响。
制作方法基本参照ＧＢ／Ｔ１７６７１—１９９９水泥胶砂强度
山东省自然科学基金项目。编号：Ｚ２００６Ｆ０１：济南市科技攻关
表１聚合物胶粉（乙酸乙烯和叔碳酸乙烯酯）性能指标
体积质量，（ｇ·Ｌ－１）灰分（ＴＧＡ１０００２２）／％ｐＨ值最低成膜温度／℃
４２０～５６０
ｌ ２．５±２．０
７．０—８．５
５
加外加组分不但可以改善砂浆的施工性能。赋予砂
浆基体良好的力学性能：而且生成的水化产物可使
１．２试验方法
结构变得更加致密。近年来，利用高分子聚合物材料
ｆＳＥＭ）．１１ｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＳＡＣ ｍｏｒｔａｒ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ
ｍｏｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ
ｃｏｍｐａｒｅｄ
ｗｉｔｈ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ＰＣ ｍｏｒｔａｒ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ
ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｅｎｄｉｎｇ
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２００３（２５）：５２７—５３７．
【４】王培铭，张国防，张永明．聚合物干粉对水泥砂浆力学性能
的影响【Ｊ】．新型建筑材料，２００５（１）：３２－３６． 【５】黄利频．聚合物干粉改性水泥砂浆力学性能的研究【Ｊ】．福 州大学学报（自然科学ｇｔ），２００６，３４（４）：５５６—５５９． 【６】科博尔．可再分散乳胶粉与干混砂浆【Ｊ】．化学建材，１９９９（１）
２．２抗折、抗压强度的分析 掺人不同掺量聚合物胶粉的Ｐｃ水泥胶砂和
聚合物胶粉掺量／％ 图３聚合物胶粉掺量对ＳＡＣ砂浆抗折、抗压强度的影响
永淀工疆型丝些
ｑ７＿
王春华，等：聚合物胶粉对ＰＣ和ＳＡＣ水泥砂浆的改性研究
用聚合物胶粉对改性硫铝酸盐水泥砂浆抗折强度的 改善更显著。
（２）在一定掺量内，聚合物胶粉对二种水泥砂 浆抗压强度影响也随其掺量的增加而提高。
（１）配合比的确定。采用水灰比为０．５，灰砂比
代替水泥混凝土（砂浆）材料中的一部分胶结材料，
为１：３；在Ｐｃ水泥砂浆中，聚合物胶粉的用量分别
制成聚合物改性水泥用量０，３％，５％，８％，１０％；在ＳＡＣ水泥砂
抗拉强度和韧性的一个重要途径Ｍ。本试验采用可 浆中．聚合物胶粉的用量分别为ＳＡＣ水泥用量的０。
ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ
ｆｏｒ ｔｈｅ
ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＳＡＣ ｍｏｒｔａｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｍｅｒ ｐｏｗｄｅｒ；ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｃｅｍｅｎｔ ｍｏｒｔａｒ，ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ
ｃｅｍｅｎｔ；ｐｏｒｔｌａｎｄ
ｃｅｍｅｎｔ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
（３）聚合物胶粉均能硅著降低ＰＣ和ＳＡＣ二种 水泥砂浆的压折比．改善砂浆柔韧性，但改善ＡＳＣ 水泥砂浆柔韧性的效果更明显。
（４）试验用聚合物胶粉具有再分散性，掺入Ｐｃ 和ＳＡＣ水泥砂浆中。其颗粒以分散相的形式会填充 在水泥水化产物的缝隙中，阻断孑Ｌ隙通道，提高了 水泥凝胶体的致密性。
参考文献
京：中国铁道出版社，１９８９．
都随聚合物掺量的增加而增大，这说明聚合物胶粉
一８８一
永ｉ７ｌ工程些燮
王春华，等：聚合物胶粉对ＰＣ和ＳＡＣ水泥砂浆的改性研究
对水泥砂浆有好的减水作用。 （２）聚合物胶粉对硫铝酸盐水泥砂浆性能的改
善较对普通水泥砂浆性能的改善更明显，尤其是对 抗折强度的影响更为突出。抗折强度达到最大值时． 掺聚合物胶粉的硫铝酸盐水泥砂浆强度比未掺的提 高了３８．２％：而掺聚合物胶粉硅的酸盐水泥砂浆抗 折强度达到最大值时，只比未掺的提高了１８．２％。
折比，改善砂浆柔韧性，其中改善硫铝酸盐水泥砂浆柔韧性的效果较明显。
关键词：聚合物胶粉；改性水泥砂浆；硫铝酸盐水泥；硅酸盐水泥ｉ力学性能；柔韧性
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ＰＣ ＡＮＤ ＳＡＣ ｃｅｍｅｎｔ ｍｏｒｔａｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｄｄｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ ｐｏｗｄｅｒ
Ｗａｎｇ Ｃｈｕｎｈｕａ，Ｙｅ Ｚｈｅｎｇｍａｏ，Ｃｈｅｎｇ
泥砂浆抗折强度显著提高。其中ＰＣ水泥砂浆２８ ｄ
养护（干养）至规定龄期（３ｄ，７ｄ，２８ｄ）。
抗折强度达到最大值时，比未掺的砂浆２８ ｄ强度提
（３）结果内容。主要测定该改性ＰＣ和ＳＡＣ水
高了１８．２％；ＳＡＣ砂浆２８ｄ抗折强度达到最大值时。
泥砂浆的抗折、抗压强度：另用跳桌法测定新拌砂浆 比未掺胶粉的砂浆２８ ｄ强度提高了３８．２％。即试验
叠
嚣
矮
萋
聚合物胶粉掺量／％ 图１聚合物胶粉掺置对ＰＣ和ＳＡＣ砂浆流动度的影响
由图１可知。在两种水泥中分别加入聚合物胶
粉后砂浆流动度都随其掺量的增加而增加。这说明
该聚合物胶粉具有好的减水效果．能够使砂浆获得
较好的流动性：另外该胶粉颗粒能再分散到水泥砂
浆中起到一个物理填充的作用，提高了水泥凝胶体
的致密性。
在聚合物胶粉掺量≤８％范同内．其砂浆压折比均小 于基准砂浆的压折比；在试验范围内，掺聚合物胶粉 的ＳＡＣ水泥砂浆的压折比均低于基准砂浆的。因 此，聚合物胶粉能够明显降低砂浆的压折比。改善砂 浆的柔韧性，尤其是对硫铝酸盐水泥砂浆的影响更 明显。 ２．４ ＳＥＭ分析
对掺８％聚合物胶粉的ＰＣ水泥砂浆和掺１０％ 聚合物胶粉的ＳＡＣ水泥砂浆进行ＳＥＭ显微结构观 察（图６）和分析发现，二种空白水泥砂浆（Ｐｃ空白 样和ＳＡＣ空白样）ＳＥＭ图中都有大量凝胶及少量针 状钙矾石生成，并有较多的孑Ｌ隙，且孔隙之间的连接 很少，水化产物之间结合较松散。水泥石表面还可以 看到明显的纵横交错的微裂纹：而加入聚合物胶粉 后，微裂纹的现象可以明显减轻．水化产物致密性提 高，聚合物膜状物填允或连接在水泥水化产物的缝 隙或窀穴之问１８ｌ。
ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｅｍｅｎｔ ｍｏｒｔａｒｓ ａｎｄ ｃａｎ
ｐｏｗｄｅｒ ｃａｎ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｒｙｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ
聚合物胶粉掺量／％ 图４ ＰＣ砂浆２８ｄ压折比与聚合物胶粉掺量的关系
聚合物胶粉掺量／％ 图５ ＳＡＣ砂浆２８ｄ压折比与聚合物胶粉掺量的关系
由图４可以看出，随着聚合物胶粉掺量的增大．
图６水泥砂浆与聚合物改性水泥砂浆的养护２８ｄＳＥＭ分析
ＰＣ水泥砂浆压折比呈现】｝｛；先降低后增大的趋势．在
其掺量为８％时，砂浆压折比最小。由图５可以看 出，随着聚合物胶粉掺量的增大。ＳＡＣ水泥砂浆压折
（３）就强度而言：二种水泥砂浆聚合物的掺量 都存在一个合适的范围。在本试验条件下，ＰＣ水泥 砂浆中聚合物的最佳掺量是８％．ＳＡＣ水泥砂浆中 聚合物的最佳掺量是１０％。 ２．３水泥砂浆柔韧性
柔韧性是反映砂浆柔韧变形性能好坏的指标。 砂浆柔韧性的好坏可以用砂浆抗压强度与抗折强度 的比值（即压折比）来衡量，压折比越小，则砂浆柔韧 性越好。图４和图５分别反映了砂浆压折比与聚合 物胶粉掺量的关系。
检验方法（ＩＳＯ法）进行。成型时。先将准确称量的聚
计划项目．编号：０５１０８５ —８６—
合物胶粉与水泥混合均匀，然后和砂一起干拌３０ Ｓ
求滩工程型燮
曩，。．；一，：。√‘－麓。。‰譬 王春华，等：聚合物胶粉对Ｐｃ和ＳＡＣ水泥砂浆的改性研究
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流动度；同时采用扫描电子显微镜观测二种水泥基
爰
聚合物改性砂浆的形态结构。
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２结果与分析
霎
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２．１胶砂流动度
掺入不同掺量聚合物胶粉的ＰＣ水泥胶砂和
ＳＡＣ水泥胶砂流动度试验结果见图１。
ｇ 皇 划 怒 蜒
念 整
０
２
４
６
８
１０
聚合物胶粉掺量，％
０
２
４
６
８
１０
聚合物胶粉掺量／％
聚合物胶粉掺量／％
图２聚合物胶粉掺量对ＰＣ砂浆抗折、抗压强度的影响
３结论
比呈现出逐渐降低的趋势，当聚合物胶粉掺量为
通过实验，聚合物胶粉对Ｐｃ和ＳＡＣ两种水泥
１０％时，砂浆压折比已仅为基准砂浆压折比的０．７５ 砂浆应用性能的影响得出如下结论：
左右：但当其掺量在１０％以上时．ＳＡＣ水泥砂浆的
（１）加入聚合物胶粉后，两种水泥胶砂流动度
压折比随其掺量又开始出现上升趋势。ＰＣ水泥砂浆
使之混合均匀，然后加入拌和水，搅拌３ ｍｉｎ后。参 ＳＡＣ水泥胶砂强度的试验结果分别见图２和图３。
照标准振动密实。试件成型完毕后．将试样放入标准 由图２及图３可知：
养护室（温度为２０℃±３ ｃｃ，相对湿度＞／９０％）养护，
（１）在一定掺量内添加聚合物胶粉后，两种水
１ ｄ后脱模放入（２０±３）ｏＣ，（５０±４）％ＲＨ的空气中继续
王春华。等：聚合物胶粉对ＰＣ和ＳＡＣ水泥砂浆的改性研究
中图分类号：ＴＱｌ７２
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００７－０３８９（２００９）０１—８６－０４
聚合物胶粉对ＰＣ和ＳＡＣ水泥砂浆的改性研究彩
王春华，叶正茂，程新（济南大学材料科学与丁程学院，山东济南２５００２２）
摘要：通过对比性试验，研究了聚合物胶粉对改性硅酸盐水泥砂浆和改性硫铝酸盐水泥砂浆的力学性能和柔韧性的影响，并 采用扫描电子显微镜观测了二种水泥基聚合物改性砂浆的形态结构。试验结果表明：试验所用的聚合物胶粉对硫铝酸盐水泥砂 浆的性能改善较普通水泥砂浆的性能改善更明显，尤其是抗折强度的影响更为突出：聚合物胶粉能显著降低二种水泥砂浆的压
性水泥砂浆性能的因素很多．其中水泥品种是一个
生产的５２．５Ｒ水泥：水：自来水；砂：中国ＩＳＯ标准
很重要的因素。与硅酸盐水泥相比，硫铝酸盐水泥的 砂；聚合物胶粉：国民淀粉化学（上海）有限公司产，其
组成属于另一物理化学系统，是以３ＣａＯ·３Ａ１２０３·
性能指标见表ｌ。
ＣａＳＯ。矿物为主；该水泥具有早强、高强、抗冻、抗 渗、耐腐蚀和低碱度等优良特性，具有广阔的发展与 应用前景ｆＩ－２］。另外，在改性硫铝酸盐水泥砂浆中。添
ｌｌ－１４．
【７１姜洪义，陈友治，张惠玲．聚合物改性水泥砂浆的研究【Ｊ】．山 东建材，２００１，２２（４）：１２—１３．
【８ｌ乔渊，李运北，李春亮．可再分散聚合物乳胶粉对水泥砂浆 微结构性能作用的研究ｆＪｌ．新型建筑材料，２００６（７）：４－７．
【ｌ】王燕谋，苏幕珍，张量．硫铝酸盐水泥【Ｍ】．北京：北京工业大 【作者简介】王春华（１９８２－），女，济南大学材料学院硕士研究生。
学出版社．１９９９．
ｐｒｏｐｅｒｔｙ
（ＰＣ）ａｎｄ ｓｕｌｐｈｏａｌｕｍｉｎａｔｅ
ｃｅｍｅｎｔ（ＳＡＣ）ｍｏｒｔａｒｓ，ａｎｄ
ａｎａｌｙｓｅｄ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｏｄｉｆｉｅｄ
ｏｆ Ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ｃｅｍｅｎｔ ｍｏｒｔａｒｓ ｂｙ
ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ
【３】Ｍ．Ｍ．ＡＩ—Ｚａｈｒａｎｉ，Ｍ．ＭｚＭｅｈｕｄｄｉｎ，Ｓ．Ｕ．ＡＩ－Ｄｕｌａｉｊａｎ，Ｍ．Ｉ—
ｂｒａｈｉｍ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ｐｏｌｙｍｅｒ－ａｎｄ
ｃｅｍｅｎｔ－ｂａｓｅｄ
ｒｅｐａｉｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ【Ｊ】．Ｃｅｍｅｎｔ＆
ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ
Ｏ前言
１原材料与试验方法
水泥砂浆被称为没有粗集料的混凝土。广泛应
１．１原材料
用于防水工程和修补丁程：尤其是各种改性的水泥
硫铝酸盐水泥（代号“ＳＡＣ”）：淄博某公司生产
砂浆，可满足各种不同性能要求的修补Ｔ程。影响改
的４２．５Ｒ水泥；硅酸盐水泥（代号“Ｐｃ”）：山水集团
Ｘｉｎ（ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５００２２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ
ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ·ｔｅｓｔ，ｓｔｕｄｉｅｄ
ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ