硅酸鹽水泥-硫鋁酸鹽水泥基修補材料及防腐抗?jié)B性能研究.pdf

1、硫鋁酸鹽水泥(SAC)具有良好的防腐抗?jié)B性能，作為修補材料可以很好被應用于混凝土建筑物的修補及海洋建筑的防腐抗?jié)B等工程。然而，硫鋁酸鹽水泥的生產(chǎn)成本高，使其在實際工程中的推廣應用受到限制。因此，為了滿足混凝土結構工程的防腐抗?jié)B需求并降低修補成本，本實驗研究了硅酸鹽-硫鋁酸鹽水泥復合為膠凝材料的基本性能，同時利用超細粉煤灰取代水泥，丁苯乳液(SBR)對復合水泥進行改性，采用機制砂為骨料，制備具有優(yōu)良防腐抗?jié)B性能且成本較低的修補材料。主要的

2、研究結果如下:
　　(1) SAC可以促進硅酸鹽水泥的水化，縮短水泥凝結時間;SAC水化可以產(chǎn)生微膨脹，降低復合水泥的孔隙率，提高水泥的力學性能，減小干燥收縮。當SAC摻量為6％時，復合水泥砂漿后期的抗折強度和抗壓強度達到最大值，其28d抗折強度為9.2MPa和55.2MPa，干燥收縮值最小。當摻量超過6％時，SAC水化產(chǎn)生過大的微膨脹，導致硬化水泥漿體產(chǎn)生微裂紋，增大孔隙率，力學性能逐漸降低，干燥收縮值達到平衡。利用超聲波測試技

3、術可以對復合水泥體系的微觀裂紋進行表征。
　　(2)粉煤灰具有“球體效應”可以改善水泥漿體的流動度，然而過多摻量超細粉煤灰可以降低水泥漿體的流動度。此外，粉煤灰在堿性條件下可以發(fā)生火山灰反應，趨向生成的C-S-H凝膠數(shù)量增大，可進一步降低水泥漿體的孔隙率，提高水泥力學性能。摻入10％的粉煤灰可顯著改善水泥漿體的流動度;當摻入20％超細粉煤灰時，水泥的抗折和抗壓強度達到最大值，28d抗壓強度為59.9MPa，抗折強度10.0MPa。

4、利用20％超細粉煤灰的水泥漿體的最可幾孔徑尺寸最低。因此，20％超細粉煤灰取代復合水泥可以作為混凝土的修補抗?jié)B材料。
　　(3)引入的氣體可以改善水泥漿體的流動度，當水灰比分別為0.4和0.5時，聚灰比(P/C)為15％的SBR改性水泥凈漿的流動度分別增大37.4％和39.6％。此外，SBR改性水泥漿體的含氣量與流動度具有良好的線性關系，相關性為R2=0.988。SBR可以降低水的表面張力且改善其在水中的分布規(guī)律。這主要是由于為了

5、溶液體系能量最低，SBR乳液在溶液表面的溶度大于本體溶液的濃度，使SBR分子趨向在水溶液表面存在，并且極性的憎水基團指向空氣。因此SBR與水泥漿體在攪拌的過程中增強引氣作用。
　　(4) SBR在水泥水化過程中可以形成連續(xù)的膜結構，有效的降低硬化水泥孔隙率，然而其引氣作用可以增大漿體的孔隙率。養(yǎng)護3d試樣，隨著P/C的增大，水泥漿體的孔隙率增加。養(yǎng)護28d的試樣，隨著水泥水化進行，總孔隙率相比3d降低。當P/C=2％和4％時，水泥

6、漿體的孔隙率降低;當P/C超過4％時，水泥漿體的孔隙率增大，其10μm-200μm的大孔數(shù)量減少明顯;0.003μm-0.01μm的大孔數(shù)量明顯增多。因此，丁苯乳液主要影響10μm-200μm和0.003μm-0.01μm范圍的孔分布。因此，當P/C=2％-4％時，SBR乳液改性水泥砂漿孔隙率最低，適合作為修補防水材料。
　　(5)水泥砂漿隨著SBR摻量增大，其抗壓強度逐漸降低，抗折強度先降低后增大。此外，壓折比逐漸降低，即SBR

7、改善水泥砂漿的韌性。養(yǎng)護28d時，SBR改性水泥砂漿的防水性及耐久性得到改善。當P/C為2％和4％時，SBR改性水泥砂漿試樣的吸水率明顯低于OPC試樣，P/C=4％時吸水率達到最低值;此外，P/C為2％和4％的水泥試樣，其抗凍性能，抗氯離子滲透性能及抗硫鋁酸侵蝕性能達到最佳。因此，當P/C=2％-4％時，SBR乳液改性水泥砂漿適合作為防腐的修補材料。
　　(6) SBR可以提高水泥砂漿的粘結強度，相比空白試樣，當P/C=15％時，