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高性能多功能水泥砂浆的研究

袁运法  
【摘要】: 高性能混凝土是目前结构材料界研究的一个热点问题,而高性能水泥砂浆的研究还没有引起人们的足够重视。原因是多方面的,其中一个重要原因是砂浆的应用目前还主要是抹面、找平和砌筑,还没有能够上升到砂浆是混凝土等结构材料的保护层的高度。其实混凝土和砂浆的关系是密不可分的,砂浆既包裹了混凝土中的大块集料,又填充了它们之间的空隙。有了高性能的砂浆,才能有高性能的混凝土。 本文比较系统地讨论了普通水泥砂浆与高性能水泥砂浆的主要区别。它们具体表现在以下四个方面:1、组成不同。普通水泥砂浆是三组份,即水泥、砂和水。2、水胶比不同。即普通水泥砂浆的胶比为0.4~0.8。而高性能水泥砂浆的水胶比一般都小于0.4。3、结构不同。即普通水泥砂浆的结构是毛孔多、结构不密实。而高性能水泥砂浆的结构是毛细孔少、结构比较密实,能够形成互穿网络结构。4、性能不同。即普通水泥砂浆的强度较低,耐久性能较差。而高性能水泥砂浆的强度较高,耐久性能较好。 水泥砂浆中掺入PAE后,其物理力学性能得到了明显的改善,原因主要是:1、聚合物的减水效果:聚合中含有表面活性成分,掺入水泥砂浆中,可以使水泥水化产物形成的絮凝结构分散开来,随着絮凝结构的分散,包裹着的游离水即可释放出,从而在水泥砂浆具有相同流动度的情况下,水泥浆的水灰比可显著降低,硬化后的水泥砂浆的孔隙率大减少。2、聚合物的填 武汉理工大学硕士学位论文 充效果:水泥水化硬化过程中,聚合物填充在砂浆的微裂缝、孔隙、集料与 水泥浆体界面区域的孔隙中并在其中固化,从而增加了砂浆的密实性和不透 水性。3、火山灰效应:水泥水化生成物CH与硅灰中的活性5102发生反应, 降低了水化水泥浆体中的CH的数量,而且含硅灰的水泥石中大孔体积降低, 小孔增多,连通孔减少,从而减少了CH在集料周围的定向分布,提高了集 料水泥浆体之间的界面显微硬度。4、形成有机与无机相结合的互穿网络: PAE聚合物在水泥砂浆中呈三维多层面分布,并与硅灰、粉煤灰、水 泥颗粒以及水化产物等相粘结,相互交叉搭结形成空间网络互穿结构。 相互贯穿,相互依托,在界面化学键的相互作用下,形成比较稳定的 结构形式。这种结构形式是研制的高性能水泥砂浆具有较高的抗折强 度、较好的耐久性能等高性能的主要原因。 另外,由于研究过程中使用的是PAE粉末和机制砂,与水泥按比例混合 均匀后,易于包装、运输和使用,为建筑砂浆的工业化生产打下了基础。 本文利用正交试验对水泥保温砂浆的配合比进行了研究。研究结果是 对水泥保温砂浆抗压强度和干密度影响因素的主次顺序是膨胀珍珠岩、粉煤 灰、砂浆塑化剂。利用膨胀珍珠岩、粉煤灰、砂浆塑化剂研制的水泥保温砂 浆,每耐各种材料用量为膨胀珍珠岩135kg,粉煤灰70kg,砂浆塑化剂水泥 用量的3%,水泥290kg。该配合比制成的水泥保温砂浆的抗压强度为3.SMPa, 干密度为650kg/m3,导热系数为0.1 Iw/(m.K),导热系数为0.11W/(m一K)。 武汉理工大学硕士学位论文 研制的PAE粉末聚合物水泥砂浆和膨胀珍珠岩水泥保温砂浆性能良好,具有 较高的应用价值。 以n级灰磨细添加少量水溶性纤维素制成的快速修补水泥砂浆,其配 比(AZBICZ)为:po42.SR水泥376kg,机制砂1410 kg,快速修补剂94 kg, 粉煤灰23.5kg,FDN减水剂为水泥用量的1.5%,水胶比为0.犯;性能良好, ld抗折和抗压强度分别达到5.7 MPa和31.4MPa;28d抗折和抗压强度分别 达到16.2 MPa和72.IMPa;可用于修补混凝土道路、桥梁等基础设施。


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