PNIPAm水凝胶对水泥砂浆性能的影响.pdf

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1、第30卷第4期2017年4月中国公路学报ChinaJ．Highw．Transp．V01．30No．4Apr．2017文章编号：loOl一7372(2017)04一0016一08PNIPAm水凝胶对水泥砂浆性能的影响徐安花1’2，吴佳育1，关博文1，陈华鑫(1．长安大学材料科学与工程学院，陕西西安710061；2．青海省交通科学研究院，青海西宁810001)摘要：为了解决道路工程中水泥混凝土易出现的早期收缩开裂、抗冻性差等耐久性问题，采用温度敏感性水凝胶(PNIPAm)作为水泥砂浆的内养护剂，分别研究了不同吸水率、不同掺量PNIPAm对

2、水泥砂浆的工作性能、力学特性以及韧性(折压比)的影响；采用平板法测试了水泥砂浆的早期抗裂性，根据冻融循环快冻法测试了水泥砂浆的抗冻性；利用扫描电子显微镜观察了PNIPAm改性水泥砂浆硬化体的微观结构，并采用压汞法定量测试了PNIPAm改性水泥砂浆的内部孔结构，最后分析了PNIPAm对水泥砂浆的改性机理。结果表明：PNIPAm改善了水泥砂浆的工作性能、抗折强度以及韧性，随着PNIPAm含量的升高，水泥砂浆的抗压强度略有下降；随着水泥水化的进行，水泥砂浆体系中的PNIPAm逐渐融合成薄膜网状结构，这种结构可以有效地分散水泥砂浆内部裂纹的尖

3、端应力，降低水泥砂浆的开裂面积，延长水泥砂浆的开裂时间；PNIPAm释放的水分子对水泥砂浆起到了内养护的作用，使其无害孔含量提高，有害孔含量降低，PNIPAm的掺入有效提高了水泥砂浆的抗冻性能；综合PNIPAm对水泥砂浆强度、抗冻以及抗裂性能的影响，PNIPAm的掺量建议为水泥砂浆总质量的o．5％～o．75％。关键词：道路工程；水泥砂浆；冻融循环；水凝胶；内养护；抗裂性中图分类号：U416．216文献标志码：AEffectofPerformanceofCementMortaronPNIPAmHydrogelXUAn—hual”，WUJ

4、ia—yul，GUANBo—wenl，CHENHua—xinl(1．Sch001ofMaterialsScienceandEngineering，Chang’anUniversity，Xi’an710061，Shaanxi，China；2．QinghaiTransportationResearchInstitute，Xining810001，Qinghai，China)Abstract：InordertosolVethedurabilityproblemsofshrinkagecrackingininitialperiod，poorf

5、rostresistanceofcementconcrete，etc．inroadengineering，takingPNIPAmasinternalcuringincementmortar，theinfluencesofPNIPAmwithdifferentcontentandwaterabsorDtionratesonthepropertiesofworkabiIity，mechanicalpropertyandtoughness(flexuralcompressionratio)ofcementmortarwereanaIyze

6、d．Flat—typemethodwasusedtotesttheinitialanti—crackingperformanceofcementmortar．Quickfreezingmethodwasusedtoevaluatethefrostresistanceofcementmortar．SEMwasusedtodetectmicrostructureofcementmortarspecimenswithdifferentPNIPAmcontent．TheinternalDorestructureofmodifiedcement

7、mortarwithPNIPAmwastestedbvmercurvintrusionmethodandmodificationmechanismofPNIPAmoncementmortarswasinvestigatedaswell．Theresultsshowthatworkability，flexuralstrengthandtoughnessofcementmortarwithaddingPNIPAmareimproved．However，thecompressive收稿日期：2016一06一03基金项目：国家自然科学基金项目

8、(51308062)；青海省重大科技专项项目(2014一Gx—A2A)；青海省自然科学基金项目(2017一zJ一764)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(310831163501，310831172201)作者简介：