丁苯乳液改性水泥砂浆力学性能与微观结构.pdf

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1、田西柱：丁苯乳液改性水泥砂浆力学性能与微观结构·75·丁苯乳液改性水泥砂浆力学性能与微观结构田西柱(武警工程大学科研部，西安710086)摘要：针对普通水泥砂浆抗折强度低、脆性大的特点，掺加羧基丁苯聚合物乳液对普通砂浆进行改性，研究其力学性能变化规律；用扫描电镜(SEM)和孔分布测定仪分析其微观结构。结果表明，随聚灰比(P／C)增大，改性砂浆内部逐渐形成由聚合物和水泥水化产物交织构成的空间网络结构，小于200A孔隙体积率增大，孔径细化，砂浆密实程度提高，脆性改善；改性砂浆抗压强度降低，但抗折强度和折压比升高，韧性加强，

2、同时其扩展度增大，粘度先增大后降低。关键词i丁苯聚合物乳液；改性水泥砂浆；力学性能；微观结构中图分类号：TU578．12文献标志码iA文章编号：1003—8825(2013)03—0075—040前言因此，本文通过控制聚灰比方法，用丁苯乳液进行水泥基复合材料，特别是水泥砂浆的最大特点水泥砂浆改性，研究其力学性能变化规律及微观结是抗压强度高而韧性差，不能满足大跨度结构发展构，并得出相应的结论。要求¨J。聚合物改性水泥砂浆是以聚合物为改性剂的复合材料，由于聚合物的掺入改善了普通砂浆的1原材料与试验方案内部结构，使砂浆的抗折

3、强度、粘结力和耐久性等1．1原材料性能均有大幅度改善．3J，因而成为制造高性能砂浆水泥为P．042．5R，主要性能指标见表1。细集和混凝土的理想材料。料为河砂，细度模数3．0。聚合物乳液为SGBD羧基国外，如RibeiroMSS研究了丁苯乳液对相丁苯乳液，固含量为58．3％。水用自来水。同流动度砂浆抗压强度、劈裂抗拉强度和干缩、弹表1水泥物理力学性能性模量等耐久性能的影响；BureauL采用三分点弯曲法研究了丁苯乳液改性水泥砂浆的力学性能特征等。近几年来，国内也进行了聚合物改性水泥砂浆的研究。梅迎军等研究了丁苯乳液对水

4、泥砂浆吸1．2试验方案水率及碳化深度的影响，并提出了吸水率、碳化深普通砂浆配合比中水泥(C)、砂子(S)和水度的多因素预测模型；黄利频等研究了掺羧乙基()的比例为，C：S：=1：3．1：0．36。采用相甲基纤维素醚和乙烯一醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉的同水灰比(O．36)和灰砂比(1：3．1)，聚灰~LP／C改性水泥砂浆的各项物理性能及应用；钟世云等(乳液固体质量与水泥质量的比值)分别为0．05，采用交流阻抗谱方法研究了丙苯乳液改性砂浆界面0．10，0．15，0．20和0．25，计算用水量时考虑扣除过渡区的电导特性等。乳液中

5、的水，拌和时先将聚合物乳液与水混匀，然国内外研究工作主要集中于相同工作性条件下后加人砂浆搅拌均匀，测试其扩展度和粘度等工作改性砂浆力学性能、耐久性能及影响因素，由于试性能指标。验条件、测试方法的差异，得出的结论和规律也不成型试件160mm×40mm×40mm，在温度相同，对于力学性能改变的机理研究亦相对较少。20~C、相对湿度90％的条件下养护24小时并脱模，再置于2Oc【=水中养护至7天和28天龄期，进行抗收稿日期：2012—09—06折强度、抗压强度等力学性能试验，最后采用SEM作者简介：田西柱(1975一)，男，

6、陕西西安人。讲师，硕士，主要从事公路工程材料研究工作。E—mail：wzjolan@163．tom。和孔分布测定仪进行微观结构分析。路基工程·76·SubgradeEngineering2013年第3期(总第168期)由图2可知：当P／C小于0．10时，改性砂浆抗2试验结果及分析压强度随P／C增加而下降明显，且7天大于28天龄2．1工作性能期的，这是因为聚合物与某些水化产物产生的化学丁苯乳液改性水泥砂浆的扩展度和粘度试验结反应降低了水泥的水化程度与基体内部游离氢氧化果，见图1。钙的含量，砂浆内部较大孔隙增加，导致砂浆抗

7、压强度降低；当P／C大于0．10后，砂浆的抗压强度逐渐上升，当P／C=0．15时，抗压强度达到最大值，砂浆粘聚性较好，乳液形成的薄膜填塞了砂浆中的开口孔隙，形成的闭口孔隙增多，丁苯乳液在水泥砂浆内部起填充作用，有助于保持砂浆内部孔隙水，使水泥水化更充分；而且适量的丁苯乳液与水泥水P

8、C(a)扩展度化产物交织成为空间网架结构，覆盖砂浆内部缺陷，改善砂浆微观结构，提高抗压强度；但P／C继续增大，抗压强度又开始下降，此时过量的丁苯乳液在水泥砂浆中形成连续的网膜，在砂浆内部形成了软弱夹层，破坏了原有无机物体系间的离子键能；另外

9、，丁苯乳液的强度小于水泥石的强度，因此过多的丁苯乳液反而降低砂浆抗压强度。lt二2．3抗折强度(b)粘度采用胶砂抗折强度试验机，测试养护至7天和图1砂浆的工作性能28天龄期砂浆抗折强度，结果见图3。由图1可知：随着P／C增大，砂浆的扩展度逐渐增大，当P／C=0．15时，较基质砂浆扩展度增加了55．6％，当P／C=0．25时，扩展度