复合聚合物对混凝土力学性能的影响和微观结构分析.pdf

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1、建筑设计复合聚合物对混凝土力学性能的影响和微观结构分析赵兴贵州得创商品混凝土有限责任公司摘要：通过抗压强度试验以及X射线衍射分析和扫描电子显微分析，研究了混凝土掺入复合聚合物后力学性能以及内部微观组成和结构的变化情况。研究结果表明，在掺入矿粉-硅灰复合矿物外加剂的基础上，掺入复合聚合物使得混凝土的后期强度略有增加，X射线衍射分析结果显示掺入复合聚合物后，虽然混凝土的早期水化反应有所延迟但是28d水化反应明显加快，而其内部结构更加密实，因此有助于混凝土耐久性的提高。关键词：聚合物；混凝土；力学性能；微观结

2、构1引言在腐蚀环境中，比如海洋环境下，通过在混凝土表面涂覆某种聚合物阻止氧气、水、侵蚀性气体或离子的进入以提高钢筋混凝土图1不同龄期时混凝土抗压强度试验结果结构的耐久性的方法也有类似的研究。可见，聚合物对改善混凝3.2X射线衍射分析试验结果土在侵蚀环境下的耐久性方面有很大的研究空间，加入微细掺合不同龄期时样品J、J2、ZB和BH的砂浆X射线衍射曲线分别见图2。料，一方面利用其微粒填充作用，从微观尺度提高水泥浆的密实度，将孔隙尺寸降低和减少，同时能够阻断许多连通孔，大幅度降低渗透性，另一方面可通过其火山灰

3、活性，能够与水泥水化生成水化硅酸钙凝胶，进一步提高混凝土强度、密实度与耐久性。为减少因掺入聚合物而导致混凝土早期强度的下降，本文在已经对可再分散乳胶粉、纤维素醚和有机硅憎水剂等多种聚合物对混凝土力学性能和抗腐蚀性能研究的基础上，在掺入聚合物的同时掺入矿粉－硅灰复合矿物外加剂，研究以上述材料为主体的复合聚合物对混凝土力学性能和微观结构的影响，以便于在腐蚀环境或特殊场合中聚合物混凝土的合理应用。2原材料和试验方法2.1原材料试验采用的原材料有基准水泥、中砂、Dmax为20mm的碎石、图2不同龄期样品J的X射

4、线衍射图谱浙江合力建材有限公司产S95级矿粉、吉化集团上虞外加剂厂产4分析与讨论FDN-20高效减水剂、上海科友工贸有限公司产硅灰以及有机硅改J2样品的抗压强度明显高于基准J样品，这说明矿粉—硅灰复性三元聚合物554Z、纤维素醚HMPC、消泡剂PPA和有机硅憎水剂合矿物外加剂能有效的改善混凝土的力学性能，早期强度也略有BSA等。增加。同时掺入聚合物后，样品早期强度均较J2样品有所降低，但2.2试验方法是后期强度增长幅度要高于J2样品，其抗压强度在28d就已经超过混凝土按照表1的配合比成型后24h后拆模，

5、在20'C水中养护J样品，尤其是BH样品表现出良好的力学性能，但是掺入聚合物至规定龄距。后，即使同时掺入矿粉—硅灰复合矿物外加剂，样品的早期强度仍表1混凝土试验配合比有所下降。从样品的X射线衍射曲线上可以看出，对于J样品，随着龄期的增长，水泥矿物如C3S、C2S、C3A的衍射峰强度逐渐下降，NumberJJ2ZBBH水泥水化产物如CH等的衍射峰逐渐增强，但是即使在28d的时候Water143143143143水泥矿物衍射峰仍比较强，表明J样品的水泥水化程度较低。Cement3442582582585结语

6、Sand792792792792通过力学性能以及XRD和SEM的试验分析，可知掺入矿粉—硅灰复合矿物外加剂可以弥补因掺入聚合物而导致混凝土早期强Coarseaggregate1122112211221122度的下降，但是仍需要进一步优化复合矿物外加剂的配比。从Slagpowder068.868.868.8XRD和SEM试验结果可以得出，以上聚合物并不改变水泥的水化Silicapowder017.217.217.2矿物组成，但是在早期水泥的水化反应会有所延缓，J2样品、ZB样品和BH样品内部的密实程度均较

7、J样品明显增加，而且这些聚合Superplastic4.34.34.34.3物的掺入也进一步增强了样品的抗拉能力和憎水性，从而有助于554Z003.440混凝土抗拉强度和抗腐蚀能力的提高，相对于ZB样品，BH样品的BSA000.3440.344聚合物掺量较少，效果也好，因此是一种合适的复合聚合物组成。HMPC0000.172我们还将进一步对复合聚合物的抗腐蚀性能、抗碳化性能以及抗渗透性能做进一步的试验分析，以期复合出一种适合于工程应用PPA000.1720.172又具有良好性能的复合聚合物。Slump/

8、mm180210150100参考文献：3试验结果[1]EtsuoSakai,JunSugita.CementandConcreteResearch[J].19953.1力学性能试验结果(25):127.[2]FigovskyO,BeilinD,BlankN.CementandConcreteComposites不同龄期混凝土的抗压强度值见图1。[J].1996(18):437.211