丙烯酸鈣微球?qū)杷猁}水泥性能影響的研究.pdf

1、硅酸鹽水泥是一種最為常見(jiàn)的建筑材料，水泥混凝土材料因其抗壓強(qiáng)度高、適應(yīng)性強(qiáng)、價(jià)格低廉等眾多優(yōu)點(diǎn)，而得到了廣泛的應(yīng)用。但是水泥材料的許多缺點(diǎn)，如脆性大，抗蝕能力不高，干縮變形大等，使水泥應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。養(yǎng)護(hù)過(guò)程是水泥混凝土成型后的重要環(huán)節(jié)，保持混凝土飽水狀態(tài)能使其水泥水化進(jìn)程得以繼續(xù)發(fā)展。養(yǎng)護(hù)濕度降低時(shí)，內(nèi)部水分會(huì)向外遷移，從而影響水泥的水化過(guò)程和水泥石結(jié)構(gòu)。已發(fā)表的資料表明:養(yǎng)護(hù)濕度越大，水泥水化充分，混凝土的強(qiáng)度高，因孔隙水蒸發(fā)或遷

2、移而產(chǎn)生體積收縮變形是水泥基材料的一個(gè)基本特性。在干燥的環(huán)境中水泥石中的水分容易散失，導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，降低耐久性和使用壽命。因此，如何改善水泥材料保水能力的研究具有十分重要的意義。
　　高吸水性樹(shù)脂是一種新型高分子材料，它既不溶于水，也難溶于有機(jī)溶劑，具有吸收自身重量幾百倍甚至上千倍的水的能力，且吸水速度快，保水性能好，即使加壓也難把水分離出來(lái)，被譽(yù)為“分子水庫(kù)”。本研究應(yīng)用高分子吸水樹(shù)脂作為新型的水泥基材

3、料自養(yǎng)護(hù)外加劑。高吸水性樹(shù)脂在水泥基材料拌制過(guò)程中加入，水泥制品可在不需要外部人工養(yǎng)護(hù)的情況下，獲得較好的強(qiáng)度等性能，從而達(dá)到保持水分、減少收縮干裂、自養(yǎng)護(hù)的目的。
　　本課題組前期的研究已證明摻入丙烯酸鹽不僅能改善水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)，提高抗侵蝕性，而且能強(qiáng)化水泥基體，提高力學(xué)性能。本實(shí)驗(yàn)以自行合成的丙烯酸鈣微球?yàn)橹饕?，研究其?duì)水泥的影響。首先探討了合成丙烯酸鈣微球的各種工藝條件（轉(zhuǎn)速、單體濃度、中和度、引發(fā)劑用量、交聯(lián)劑用量、

4、分散劑用量）對(duì)丙烯酸鈣微球性能（粒徑大小及分布、吸水倍率、吸水速率、保水率）的影響，進(jìn)而確定最佳的合成微球的工藝條件及各助劑用量方案。獲得了微球后，研究了它對(duì)水泥性能的影響。本實(shí)驗(yàn)研究了微球?qū)λ嗔W(xué)性能的影響，并用XRD、SEM、孔結(jié)構(gòu)分析研究了改性水泥水化的機(jī)理。
　　通過(guò)研究合成微球的工藝條件對(duì)微球性能的影響得出，最佳的制備微球的實(shí)驗(yàn)配比為:單體濃度7.5％，中和度75％，引發(fā)劑用量3％，交聯(lián)劑用量0.03％，分散劑用量5％

5、。最適宜的攪拌速度為900r/min-950r/min。得到微球粒徑為500nm，吸水倍率為43g/g。
　　通過(guò)研究改性水泥凈漿的力學(xué)性能得出，丙烯酸鈣微球的加入對(duì)早期強(qiáng)度影響不大，有利于提高后期強(qiáng)度。丙烯酸鈣微球的最佳摻量為1.5％，此時(shí)干養(yǎng)條件下改性試樣28d強(qiáng)度較空白樣提高大約25％。
　　通過(guò)分析XRD圖譜和SEM照片可得出，丙烯酸鈣微球的加入促進(jìn)了后期水化進(jìn)程。并且微球在水泥中起到了保水的作用，促進(jìn)了干燥條件下水