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欢迎各位专家 莅临指导,重庆交通大学硕士学位论文,环氧树脂乳液改性水泥砂浆性能的研究,指导老师：杨德斌 教授 研究生：徐奎生,二零一二年六月十六日,第一章 绪论 第二章 试验材料、方法与仪器 第三章 新拌改性水泥砂浆的物理性能 第四章 改性水泥砂浆的力学与粘结性能 第五章 改性水泥砂浆的耐腐蚀性能 第六章 结论与展望,聚合物改性水泥基材料的概述,聚合物改性水泥基材料 由具有胶结性的聚合物、水泥、水、添加剂、和骨料所形成的混合料，经凝结并硬化后所形成的新材料，称为聚合物水泥基复合材料 聚合物改性机理 1)促进水化完善; 2)改善过渡区界面； 3 )改善孔隙结构;4)起到胶结作用。,主要研究内容,新拌改性砂浆的物理性能 1、减水率； 2、密度与含气量； 3、凝结时间；4、吸水率； 5、收缩率 力学性能与粘结性能 1、抗折、抗压强度； 2、养护条件 3、粘结抗折强度。 抗化学侵蚀性能 1、耐酸侵蚀； 2、耐盐侵蚀； 3、耐碱侵蚀。,材料的选择,水泥 重庆科华水泥厂生产的po42.5r普通硅酸盐水泥。,砂 参考建筑材料用砂标准 ，配制细度模数为2.7的河砂。,粉煤灰 重庆珞璜电厂级粉煤灰，性能指标见右表。,减水剂 高效聚羧酸减水剂，掺量为胶凝材料的1%。,消泡剂 选用了市场上常见的有机硅消泡剂,改性用环氧乳液 绿嘉水泥砂浆由改性剂由环氧乳液和环氧固化剂两个组分组成见下表。,砂浆性能的影响因素,环氧乳液的减水效果 环氧乳液对砂浆密度的影响 环氧乳液对砂浆含气量的影响 环氧乳液对砂浆吸水率的影响 环氧乳液对砂浆收缩率的影响,环氧乳液的减水效果,掺入水泥砂浆后可提高新拌砂浆的流动性。 减水原因：聚合物颗粒及所引入空气产生了“滚珠”效应；同时因聚合物乳液微粒表面具有极性，其吸附于水泥颗粒表面后使水泥颗粒表面也具有了极性。,掺入环氧乳液，总体上改性水泥砂浆的吸水率低于基准砂浆。 乳液颗粒生成絮凝物填充了空隙，改善砂浆的致密性。,乳液对砂浆密度、含气量的影响,环氧乳液使砂浆密度减小，但不单调递减。 由于聚合物乳液的引气性。砂浆在搅拌过程中产生气泡，使改性砂浆的密度减小。另一方面，聚合物的密度小于水泥砂浆的密度。,不同乳液掺量，改性砂浆的含气量也随之变化，但规律性不强。 掺加少量乳液，空气引入量增大，改性砂浆的密度降低。乳液掺量增大，致使砂浆内气泡过量，从而造成微小气泡相连，形成大气泡溢出砂浆。,砂浆收缩率历时变化对比图,粉煤灰三大效应改善了砂浆的干缩率。 乳液成膜后的保水与吸水作用，减少水分蒸发，防止干燥基体对水分的吸收。,改性砂浆的抗折、抗压强度表,改性砂浆强度变化走势图,乳液掺量过少时，不能充分固化成膜包裹，填充其空隙。只能局部成膜，或以小颗粒的形式分散于水泥水化物中。 乳液掺量适量时，乳液在水泥砂浆硬化过程中，形成三维网状结构填充水泥砂浆空隙，改善了孔结构，使改性水泥砂浆具有优良性能 。 乳液掺量过量时，水泥砂浆中出现局部乳液过量，砂浆均匀性被破坏，导致力学性能明显下降。,a养护：将成型好试件放入相对温度90%以上、温度(20士2) c的养护室中养护至相应龄期。 b养护：将成型好的砂浆试件放入标准养护室中养护2d后， 再在室内常温下养护至28d。 c养护：将成型试件放入标准养护条件下养护 2d，再在 (203)c水中养护5d，后在空气中养护至规定龄期。,不同养护方式下改性砂浆强度表,各龄期抗折强度变化对比图,各龄期抗压强度变化对比图,c养护方法优于其它两种养护方法。,最佳养护方法的机理分析,复合材料强度的混合法则如下：,因为促进水泥水化需将砂浆浸入水中或水蒸气中，而促进聚合物成膜则需将砂浆干燥以利水份蒸发。 干湿交替养护应存在一个契点，使两者均达到的相对最大值。,砂浆粘结抗折强度表,型面,型面,前期抗折强度增加，是因为乳液颗粒改善砂浆的粘结界面改善了孔隙结构；后期抗折强度降低，是由于乳液掺量过多，导致聚合物逐渐成为主体支撑结构。 网状粘结界面的粘结抗折强度高于自然断面，因为浇筑砂浆的粘结接触面积增大，粘结面的机械咬合力变强，从而增强了结合面的粘结力。,粘结抗折强度走势图,耐碱侵蚀试验,环氧乳液改性水泥砂浆配合比,耐酸侵蚀试验指标结果对比图,c4系列砂浆在5%h2so4溶液中浸泡180d后的抗蚀系数仍高于1，而c1系列砂浆则低于0.50，早达到破坏状态。在180d龄期时，c4系列砂浆的质量损失率为2.5%，而c1系列砂浆超过7%，达到破坏状态。,耐碱侵蚀试验指标结果对比图,c4系列砂浆在10%naoh溶液中浸泡180d龄期后的抗蚀系数仍接近于1，而c1系列则低于0.75，已达到破坏状态。c4系列砂浆的质量损失率为2.3%，而c1系列砂浆超过5.5%，达到破坏状态,耐硫酸盐侵蚀试验指标结果对比图,c4系列砂浆在10%na2so4溶液中浸泡180d后的抗蚀系数仍然高于1，而c1系列达到0.75，可认为已达到破坏状态。c4系列砂浆的质量损失率为1.93%，而c1系列砂浆达到6%，达到破坏状态。,结论：耐化学侵蚀性能 c4 c3 c2 c1,结论,由于聚合物颗粒及所引入空气产生的“滚珠”效应和乳液中表面活性物质对水泥颗粒的解絮而体现出的分散作用，环氧乳液对水泥砂浆都具有一定的减水效果。掺入乳液使密度降低，环氧树脂乳液改性砂浆密度的降低与空气引入量的增加有关。 乳液对水泥砂浆凝结时间有一定缓凝作用，使吸水率与收缩率明显降低。 改性砂浆力学性能研究中，乳液掺量与改性砂浆的抗压强度成反比。改性水泥砂浆抗折强度的规律性则没那么明显，掺量9%时，抗折强度达到峰值，超过基准水泥砂浆试件的抗折强度。 不同养护方式对乳液改性水泥砂浆抗折、抗压强度的影响。结果表明：改性砂浆7d龄期时的抗折抗压强度与养护方法无明显关联。28d龄期时，c养护方法下，改性砂浆抗折强度明显高于基准砂浆。 影响砂浆粘结强度的因素很多，本文主要就砂浆粘结界面的粗糙程度进行分析。试验结果显示，网状界面的粘结抗折强度要高于自然断面。 本文用静止溶液浸泡试验，探讨了改性砂浆在酸、碱、盐环境中的耐化学腐蚀性能。试验结果表明：双掺环氧乳液与粉煤砂浆耐腐蚀性能最佳，单掺乳液砂浆略高于单掺粉煤灰砂浆，基准砂浆最差。,由于改性水泥砂浆的粘结强度、耐化学腐蚀性能与聚合物种类有关，因此，可进一步选择更加优良的聚合物乳液进行改性。 随着气温的降低，双掺粉煤灰与环氧乳液的凝结时间有较大的延迟，因此，可以选择添加外加剂缩短其凝结时间。 环氧乳液具有引气作用，在制备砂浆试件时，往往伴随较多的气泡，使改性砂浆试件的孔隙率、渗透性增大。可从选择不同消泡剂以及拌制方法等方面去探讨如何