聚合物改性水泥基材料研究

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1、聚合物改性水泥基材料研究摘要：本文通过查阅文献，较为详细地对聚合物改性水泥基材料的发展历史，研究背景以及未来的研究方向做了阐述，此外简单的介绍了三种常用的水泥基复合材料，并总结了水性环氧树脂及聚乙烯醇两种聚合物掺入水泥中对水泥性能的影响，参考前人的聚合物改性水泥试验，主要对其拌和方式、凝结时间、吸水率、密度与含气量、力学性能进行了研究，并与普通水泥进行对比，证实了聚合物水泥较之普通水泥在性能上得到很大程度上的改善，取得良好的改性效果。最后，介绍了聚合物改性复合材料的工业产品及其性能，同时展望了此类材料在土木领域的应用前景。关键词：聚合物；改性机理；水泥基材料；应用27Themo

2、dificationofcementbypolymermaterialAbstract:Throughliteraturereview,adetaileddiscussiononthehistory,researchbackgroundandfutureresearchdirectionsofpolymermodifiedcement-basedmaterialsaregiven.Besides,threecommonlyusedcement-basedcompositematerialsarebrieflyintroducedandanexpositionismadeonth

3、einfluenceoftwopolymers(thewaterborneepoxyresinandpolyvinylalcohol)mixedintothecementonitsperformance.Byreferringtopreviouspolymer-modifiedcementtests,themixingmode,settingtime,waterabsorption,density,gascontentandmechanicalpropertieswerestudiedandbycomparingwithordinarycement,itisprovedthat

4、polymercementcanlargelyimprovetheperformancecomparingtoordinarycement,andcanachievegoodmodificationeffect.Finally,theapplicationofpolymer-modifiedcompositesonarchitectureandroadworksaregivenindetail,includingbothitsmechanismandspecificcases,alsotheapplicationprospectofsuchmaterialsincivileng

5、ineering.Keywords:polymer;modificationmechanism;cement-basedmaterials;application271概述1.1聚合物水泥基材料的概述人类在很久以前就开始了对无机胶凝材料的使用[1]，其中水泥无疑是一个很重要的代表。水泥的发明最早来源于1756年英国海峡群岛上的一场大火，大火毁坏了岛上的一座灯塔。由于这座灯塔在英吉利海峡航运中的重要性，英国政府要求工程师J·Smeaton尽最快时间重建灯塔。Smeaton利用当地的石灰石材料与砂石加水拌和制得了具有优良强度的石材，这便是水泥的雏形。在接下来的时间里，无数学者对这种

6、“新型材料”进行了研究。直至1924年，英国工匠J·Aspdin在Smeaton的经验基础上反复试验，最后试验出石灰、黏土、矿渣的适宜比例，并以此申请了专利—这就是我们称为水泥的建筑材料。由于Aspdin的水泥在硬化后的强度与颜色和英国小镇波特兰所产的石材相近，所以人们也把他所发明的水泥成为“波特兰水泥”，我国将其称作硅酸盐水泥[2]。水泥作为胶凝材料的代表，具有良好的施工性能，具有很好的抗压强度。但是在实际应用中，水泥也存在着不少缺陷：脆性大，自重大，易开裂，延伸率低，耐久性差，耐腐蚀性弱等[3]。为了使水泥在生产生活上的适用性更加完善，学者们为改性水泥的研究设置了四个目标[

7、4]：1.提高力学强度（抗拉强度，抗压强度，抗折强度等）；2.提高抗冲击强度；3.提高水泥基开裂后的延性，控制裂缝扩展方向和改变破坏方式；4.改变水泥基混合料的流动特性;一直以来，为了改进水泥基材料的各种性能，各个国家和地区都投入了大量的人力与物力的研究，试图寻找改进手段。其中对外加剂的研究得到长足的发展。自从上世纪30年代，引气剂和塑化剂的使用便大大提高了水泥基材料的力学性能[5]。经过将近90年时间的发展，越来越多的高效、多功能、复合化的外加剂品种不断出现。人们也把其按功能分为四类[6]