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乳胶粉与纤维素醚对硬化水泥石干缩性能影响的研究

张彦敏  
【摘要】:随着商品砂浆的近些年来的发展,乳胶粉和纤维素醚作为商品砂浆中两种重要的化学外加剂,其对商品砂浆性能的影响也吸引了不少学者的关注,研究发现虽然化学外加剂在商品砂浆中的掺量很小,但是对砂浆的性能能产生很大影响。但是,乳胶粉和纤维素醚对水泥石的失水干缩及可恢复性的影响,以及关于二者对水泥石的抗裂性影响等方面的工作,目前为止研究地较少。鉴于此,本文针对乳胶粉和纤维素醚对硬化水泥石干缩行为的影响进行深入的研究。其主要内容如下: 1.系统地研究了胶粉对硬化水泥石干缩行为的影响。在研究中,同时考虑干缩过程和失水过程两个方面,考虑其逆过程,考虑不同的预养护时间,得出了胶粉对硬化水泥石干缩行为的影响规律,以及它们的可逆性。通过红外光谱分析,研究了胶粉的作用机理。在此基础上,分析了胶粉对硬化水泥石抗裂性能的影响。通过研究发现,硬化水泥石的干缩变形随胶粉掺量的增加而增大,但失水率随胶粉掺量的增加先增大后减小。胶粉对硬化水泥石干缩行为的影响归因于三个方面:一是胶粉分子结构中羰基与多元醇之间的可逆转化;二是一些极性基团与水的氢键缔合作用;三是胶粉所形成的乳胶膜具有阻水作用。 2.系统地研究了纤维素醚对硬化水泥石干缩行为的影响。在研究中,同时考虑干缩过程和失水过程两个方面,考虑其逆过程,考虑不同的预养护时间,得出了纤维素醚对硬化水泥石干缩行为的影响规律,以及它们的可逆性。探讨了纤维素醚的作用机理。在此基础上,分析了纤维素醚对硬化水泥石抗裂性能的影响。随乳胶粉的掺量递增,硬化水泥石的抗裂性呈逐渐增强趋势,而当乳胶粉掺量递增到6%以后,硬化水泥石的抗裂性增长更快。通过研究发现,纤维素醚的掺量对硬化水泥石干缩变形的影响不大。当纤维素醚掺量不超过0.8%时,失水率随纤维素醚掺量的增加而增大;当纤维素醚掺量超过0.8%后,失水率随纤维素醚掺量的增加而减小。纤维素醚对硬化水泥石失水干缩行为的影响归因于三个方面的作用:一是与水的氢键缔合作用。二是延缓水泥水化反应作用。三是减小水分向表面扩散的作用。由于这些作用影响的是弱结合水,因此,对硬化水泥石干缩变形的影响不大。纤维素醚的掺入使得硬化水泥石的抗裂性减弱。 3.通过回归分析和方差分析,研究了胶粉和纤维素醚对硬化水泥石干缩行为的影响程度和相互作用。分析这两者相互作用的机理,以及对硬化水泥石抗裂性能的影响。通过研究发现,胶粉对干缩变形和吸水膨胀影响较显著,纤维素醚对失水率和吸水率影响较显著。对于硬化水泥石的变形、失水及吸水率,胶粉与纤维素醚存在着交互作用。对于硬化水泥石抗裂性能,胶粉的作用强于纤维素醚。 4.研究了粉煤灰对胶粉和纤维素醚作用的影响规律,分析了粉煤灰对胶粉和纤维素醚作用影响的机理。掺入30%粉煤灰,硬化水泥石的干缩与膨胀都减小,失水与吸水则增加。粉煤灰对胶粉的作用几乎没有影响。粉煤灰的掺入使纤维素醚对水泥石的失水与吸水以及干缩与膨胀作用影响增强。粉煤灰对纤维素醚作用的影响归因于它对硬化水泥石孔的细化。 5.研究了水灰比对胶粉和纤维素醚作用的影响规律,分析了相应的机理。通过研究发现,水灰比越小,干缩变形越小,吸水膨胀变形也越小。水灰比减小,对胶粉的作用影响很小。使得胶粉对硬化水泥石的变形作用略有减弱。水灰比减小,纤维素醚掺量对硬化水泥石干缩变形的影响发生了逆转。水灰比越小,胶粉掺量对硬化水泥石抗裂性能的影响越显著。 通过上述研究,在胶粉和纤维素醚对硬化水泥石干缩行为的影响有一个较全面的认识。这些研究成果对在商品砂浆中合理地使用胶粉和纤维素醚改善其性能,有着指导作用。


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