聚合物改性水泥砂浆耐久性研究进展.pdf

广东建材2013年第10期
材料研究与应用
聚合物改性水泥砂浆耐久性研究进展
李启强郭小佳谢雪珂张海波
(河南理工大学材料科学与工程学院
摘要:综述了近儿年国内外聚合物改性水泥砂浆耐久性的研究进展,重点介绍了聚合物对水泥砂
浆抗冻性、抗渗性、抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗酸碱腐蚀性等方面的性能研究,并対聚合物改性水
泥砂浆的发展趋势及应用前景作了展望
关键词:聚合物;改性水泥砂浆;耐久性
1引言
砂浆抗冻融能力等影响。并探讨了SWF的作用机理。结
聚合物水泥砂浆是以有机聚合物作为水泥砂浆的果表明:随着SF掺量的增加,改性砂浆的抗冻融能力
组成材料制备而成的,聚合物的加入大人提高水泥秒業逐淅提高,SwF具有一定的引气作用,可明显改善水泥
的性能,与普通水泥砂浆相比,貝有较小的弹性模量、较砂浆的孔隙结枃,在水泥等用量不变的情况下,可以弥
好的力学性能、优异的抗滲性能、抗生物酸侵蚀性、抗化补部分因引气作用而导致的插度损失。随着SF掺量的
学腐蚀性等特点,被广泛应用在建筑、交通、水利和化工增加总孔隙率也随之提高,机理主要是闭孔结构的、互
竽领域
不相连的微小细孔使改性砂浆的抗冻融能力明显提高。
近年来,聚合物改性水泥砂浆的研究和应用在不断3抗渗性
地发展和变化,其良好的性能引起了广泛关注。国内外
王兴培等通过水性环氧树脂和水性环氧树脂固
学者对聚合物水泥砂浆开展了较为泛的研究,研究内
化剂加入水泥砂浆中制得新型改性水泥砂浆修复材料。
容涉及到基本静力性能、动力性能、耐久性能等多个方
测试了聚灰比为30%的水性环氧改性水泥砂浆的抗渗
面,以期探索和明确聚合物水泥砂浆优缺点,寻求应用
性。结果表明:水性环氧改性水泥砂浆的工作性能和力
途径,但山于不同特性高分子的聚合物对水泥砂浆的改学性能最住,普通水泥砂浆的抗等级为P6,改性水泥
性效果存在一定的差异,并不是所有聚合物有利于水泥
乳液在水泥砂浆会发生砂浆的抗渗等级为PUO,改性水泥秒浆比普通水泥砂浆
的抗渗性提高了40%
降解8,具有羟基是极性基团的聚合物具有吸湿作用,
会延缓其水化进程等缺陷。加之聚合物价格高掺量多
张水]等采用掺加苯丙乳液和聚丙烯纤维对水泥
砂浆进行改性,研究了苯丙乳液和聚丙烯纤维对水泥砂
使其造价昂贵,很大程度限制了其推应用。因此,总
浆抗滲性的影响。结果表明:单掺10%苯丙乳液与单掺
结最新研究成果及探讨其改性方法对新材料的应用开聚丙烯纤维相比水泥砂浆抗渗胚力的増幅达到
发其具有重要意义。本文重点介绍了国内外聚合物改性砂1000%当掺加0.6kg/m聚丙烯纤维和1%苯丙乳液
浆的抗冻性、抗渗性、抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗酸
时,试样的抗渗压力值高达1.0MPa,为基准水泥砂浆试
碱腐蚀性等方研究的最新动态。
样的5.0倍、掺10%苯丙乳液的水泥砂浆试样的2.5
2抗冻性
倍、掺0.6kg/聚丙烯纤维的水泥砂浆试样的3.3倍。
昊韶亮四等以TD-08型聚合物乳液掺入到水泥乳聚内烯纤维和苯内乳液在水泥砂浆中的复合效应显著
化沥青砂浆中,研究了聚合物对水泥乳化沥青砂浆抗冻提高了水泥砂浆的抗滲性能。
性的变化。结果表明:随着聚合物乳液掺量的增大,300
刘广烽等以苯乙烯(Sい和丙烯酸丁酯(BA)为主
次冻融循环后砂浆的相对动蝉模量逐渐增大、质量损失
要原料,掺量为3%、3.5%的乳化剂十二烷基硫酸钠,采
率逐渐降低、砂浆的吸水率明显降低,吸水率的降低有用半连续预乳化法合成苯丙乳液,再与硫铝酸盐水泥复
利于水泥乳化沥青砂浆抗冻性能的改普;掺量超过15%
合制备了聚合物硫铝酸盐水泥秒浆,研究了聚灰比P/C
后,掺量的继续增大对砂浆的抗冻性改善幅度降低,砂对聚合物硫铝酸盐水泥砂浆抗滲性的影响。结果表明:
浆初期抗压强度明显降低。
乳化剂摻量为3%的聚合物硫铝酸盐水泥砂浆抗渗性能
滕朝晖等研究了可再分散性乳胶粉(SWF)掺量
优于3.5%的,当乳化剂掺量为3%、P/C=7.5%时,抗渗性
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万方数据
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存在最优值,渗水高度仅为10.3m。随着聚灰比的提周志刚等采用12.5%的苯丙交联型丙烯酸乳液
高,水泥砂浆的抗滲性逐渐提高;当P/C-7.5%时,抗渗掺入水泥砂浆中,以测定其氯离子扩散系数,研究聚合
性达到最好:P/C≥10%时,会出现全渗现象。
物对水泥砂浆抗氯离子滲性能的影响,结果显示:掺入
赵帅等通过在聚丙烯纤维增强砂浆中掺加一定丙烯酸乳液的聚合物水泥砂浆的氯离子扩散系数明显
量的 POLYWE.LBP-281型聚合物乳液,来改善纤维低于普通水泥砂浆,氯离子扩散系数与普通水泥砂浆相
与砂浆基体的界面结合,以提高砂浆性能抗渗性能。结比平均降低幅度达70%,聚合物的加入显著改善水泥砂
果表明:含量10%聚合物乳液掺入含量1%聚丙烯纤维水浆的抗氯离子渗透性能
泥砂浆中,相对滲透系数为1.685,相比普通水泥砂浆
兰明章凹等采用电通量法和NEL法研究了不同掺
下降了51.82%;抗滲性能最好。含量为5%和10%聚合物量的聚合物干粉:聚丙烯酸酯乳胶粉(A)、醋酸乙烯
乳液分別掺入含量1%聚丙烯纤维的砂浆试样与未加入烯共聚胶粉(B)、羟乙基甲基纤维素醚(C)对水泥砂浆抗
聚合物乳液的纤维水泥砂浆相比下降了15.06%和氯离了渗透性能的影响。结果表明:聚合物干粉A、B
45.77%。含量为5%和10%聚合物乳液分别掺入含量2%均能够一定程度的改善水泥砂浆抗氯离子侵蚀能力。在
聚丙烯纤维的砂浆试样与未加入聚合物乳液的纤维水聚合物干粉B掺量不变的情况下,随聚合物干粉C掺
泥砂浆相比下降了12.50%和38.46%。适量的聚丙烯纤量的增加,电通量和氯离子护散系数总体下降,最低分
维和聚合物乳液的加入可以进一步提高砂浆试样的抗别可达1035C和6.697×10-mn3/s。在聚合物干粉C掺
渗性能。
量不变情况下,随聚合物干粉A、B掺量的增加,电通量
4抗碳化性
和氯离子扩散系数也随之降低,最低分别可达1036c、
80C和6.817×10-1mn2/s、5.959X10-m2/s。
章凯等研究了不同掺量的环氧树脂乳液对水泥
浆的碳化深度随碳化龄期的变化情况。结果表明:聚6抗酸碱腐仗性
灰比越大,碳化深度越小。聚灰比为6%、灰砂比为1:2.5
张晏清通过试验研究了掺入苯丙乳液聚合物水
的水泥砂浆的3、7、21d和28d的碳化深度分别为空白泥砂浆经不同浓度盐酸、硫酸、醋酸腐蚀后的性能与微
水泥砂浆的80.6%、60.0%、65.1%和72.3%:灰砂比越大,观形貌。结果表明:经盐酸、硫酸溶液腐蚀后,试件的质
碳化深度也越小。聚灰比为8%、灰砂比为1:2的砂浆试量、强度损失率较大;随着酸溶液浓度的增大,试件的强
件的碳化深度明显小于同聚灰比的灰砂比为1:2.5的度损失率增大:醋酸溶液浓度对试件的质量损失率影响
试样。
较小。掺入聚合物乳液对改善水泥砂浆试件的耐盐酸腐
刘大智叫等研究了醋酸乙烯一乙烯共鱉乳液(FVA)使性能较为明显,而对耐硫酸、醋酸腐蚀的改性效果较
掺量对水混砂浆的抗碳化性能研究。结果表明:EVA掺差。改性机理在于苯丙乳液的加入使水泥水化产物体系
入水泥砂浆中,其抗碳化性能提高,随掺量的増加水泥中形成高分子聚合物膜,与水泥水化产物