VAE改性水泥砂浆微观结构及性能研究

以醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)、水泥、石英砂等材料,制备出一种混凝土路面修复用聚合物改性水泥砂浆,研究了VAE掺量对水泥砂浆流动度、强度、干缩、抗碳化特性及界面粘附性的影响,并采用扫描电镜(SEM)观测其微观结构。结果表明,抗折强度、界面粘结强度随VAE掺量的增加先增加后降低,表明VAE可以提高水泥砂浆的柔韧性、界面粘结强度;随着VAE掺量的增加,1 h流动度损失率、干缩率、碳化深度逐渐降低,表明VAE可以改善水泥砂浆的保水能力、干缩率、抗碳化侵蚀能力;SEM测试结果显示,聚合物胶膜填充于砂浆内部的有害孔隙,裹附于水化产物表面,提高了砂浆的密实程度。综合考虑水泥砂浆物理力学及经济性能,推荐VAE作为改性聚合物的合理掺量为胶凝材料用量的8%。     

PB—g—PS胶乳改性水泥砂浆的微观结构及改性机理

利用氧化还原引发体系,采用半连续乳液接枝共聚的方法合成了聚丁二烯接枝聚苯乙烯（PB—g—PS）接枝共聚胶乳,其中聚丁二烯（PB）与聚苯乙烯（Ps）的质量比为70／30,50／50和30／70。在固定流动度为（175±5）mm,在20℃、相对湿度（RH）为90％的标准养护箱中养护24h后脱模,且在两种养护条件下（在20℃水中养护6d,然后在20cC,RH为65％的空气中养护21d的混合养护或在20℃水中养护27d）。利用SEM考察了聚合物改性水泥砂浆（PMMs）的微观结构,微观结构分析表明：由于没有聚合物,未改性砂浆各组分彼此松散的结合在一起,相比之下,改性砂浆的结构更为致密,聚合物与水泥水化物形成了一个整体结构;在PMMs观察到了聚合物粒子的形态、不同的聚合物膜形态、不同的粒子结构、桥接结构、互穿网络结构、孔洞结构以及界面结构。综合上述微观结构得到了新的聚合物改性机理。     

风积沙掺量对水泥砂浆力学性能和微观结构的影响

以普通砂作为细骨料,通过内掺风积沙替代同等质量的普通砂配制水泥砂浆,研究不同掺量风积沙对水泥砂浆各龄期抗压强度的影响,并借助电镜扫描仪细致观察水泥砂浆微观形态结构.结果表明:风积沙掺量为15％时,风积沙水泥砂浆各龄期力学性能较优;风积沙可加速水泥早期水化,提高水泥石基体密实度.     

聚苯乙烯接枝聚丙烯酸丁酯乳液改性水泥砂浆的性能及微观结构分析

合成了聚苯乙烯(PS)接枝聚丙烯酸丁酯(PBA)乳液(PS-g-PBA),并将其用于改性水泥砂浆,考察了PS-g-PBA乳液含量及PS与PBA的质量比对改性水泥砂浆的减水率、流动度、力学性能以及毛细孔吸水率的影响.结果表明,3种水泥改性剂的减水效果优异,减水率的极大值为56.7％,改性水泥砂浆的毛细孔吸水率下降明显,其...     

聚氨酯改性砂浆力学性能和微观研究

采用两种不同类型的聚氨酯,研究聚氨酯在不同掺量下对砂浆性能的影响。试验结果表明,油性聚氨酯（OPU）的掺入随掺量的提升砂浆抗折强度和抗压强度呈先上升后下降的趋势;水性聚氨酯（WPU）掺入会使砂浆性能略微降低。此外,两种聚氨酯在一定的掺量下,砂浆粘结性能均能得到增强。与没有掺入聚氨酯的对照砂浆相比,5%掺量OPU砂浆的抗折强度、抗压强度和粘结强度分别提高了9.2%、6.3%和37.5%。SEM分析表明,聚氨酯形成聚合物膜或者颗粒状,通过粘接基体内不同的成分、填充基体内的孔隙和裂缝桥接效应使砂浆的微观结构得到改善。     

乳化沥青粉改性水泥砂浆性能及微观结构研究

乳化沥青粉(Emulsified asphalt powder,EAP)是乳化沥青经喷雾干燥处理制得的一种粉体材料,具有易分散、稳定性好等优点,在水泥基材料韧性改性方面具有广阔的应用前景.研究了EAP对水泥砂浆抗压强度、弹性模量、抗折强度和轴心抗拉强度等力学性能的影响,并通过水化热、氮吸附和扫描电镜等微观测试手段研究了其对水泥浆体水化性能和微观结构的影响.结果表明,随EAP掺量提高,水泥砂浆的抗压强度和弹性模量呈下降趋势,但其折压比显著提高,增幅可达53.9％;抗拉强度呈先提高后降低的趋势,当掺量为4wt％时抗拉强度提高最多,高达44.4％,表明EAP的加入显著提高了水泥砂浆的韧性.同时,EAP降低了水泥浆体的水化放热速率,减少了C-S-H凝胶的生成量.当掺量为15wt％时,沥青膜与水化产物相互交织并在一定程度上包覆水化产物,从而对水泥砂浆抗压性能产生不利影响.     

α-半水石膏对水泥砂浆性能的影响与水化机理研究

为了提高注浆用水泥砂浆的性能,采用α-半水石膏取代部分水泥进行材料改性,分析了α-半水石膏与尾砂含量对水泥砂浆坍落度、收缩率、强度与耐久性等的影响,依据微观实验和矿物成分分析结果对水泥砂浆的水化机理进行了分析。结果发现：采用α-半水石膏取代部分水泥有利于提高水泥砂浆的流动性,并降低其干燥收缩率;当α-半水石膏取代率为15%时,水泥砂浆的和易性、强度和耐久性均得到了显著改良;α-半水石膏具有化学活性,可以促进胶凝材料的二次水化反应,进而增加水泥砂浆的密实度。该研究对制备绿色环保、高性能的注浆水泥砂浆具有重要的参考作用。     

煤矸石掺合料对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性的影响

在10%Na2SO4溶液中分别进行干湿循环和长期侵蚀试验,以研究煤矸石掺合料对水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性的影响,并与矿粉掺合料和粉煤灰掺合料进行了比较。     

活化煤矸石水泥水化机理与性能研究

近些年来,水泥的低碳化成为国内外的研究热点,利用活性矿物掺和料取代水泥是一种有效降低CO₂排放量的方法。为验证活化煤矸石作为水泥矿物掺和料的可行性,研究了活化煤矸石对水泥流变性能、力学性能、水化产物及水化程度的影响,揭示了水胶比、龄期及活化煤矸石掺量等对水泥胶砂试件抗压和抗折强度的影响,并利用XRD、SEM和TG/DTG等表征活化煤矸石对水泥水化产物和微观结构的影响。结果表明,活化煤矸石水泥的流变性能对水胶比的变化更加敏感。将活化煤矸石掺入水泥中,能够有效降低水泥早期的水化速率。活化煤矸石含有大量的活性SiO₂和Al₂O₃,具有很强的二次水化反应活性。二次水化产物水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶能够填充水泥机体的孔隙,提升水泥基体的强度。与掺30%(质量分数)石英粉的试件相比,掺30%(质量分数)活化煤矸石试件的28 d抗折和抗压强度分别提升了11.69%和11.82%。     

石灰对煤矸石水泥砂浆性能影响研究

将铜川煤矸石进行热活化和机械活化后,加入石灰进行化学激发,掺入水泥砂浆中进行强度测试,对石灰和煤矸石掺量进行了实验研究,分析了石灰对煤矸石水泥砂浆的作用。结果表明,煤矸石和石灰掺入对水泥砂浆的强度具有较大的影响。煤矸石水泥砂浆的早期抗压和抗折强度均较低,但28 d强度随煤矸石和石灰用量增加出现先增加后降低的趋势。在煤矸石用量达到40%,石灰取代量为40%左右时,水泥砂浆抗压和抗折强度出现最大值。石灰的加入对煤矸石水泥砂浆的强度具有较大的提升作用,掺石灰后,煤矸石水泥砂浆28 d抗压强度提高约21%,抗折强度提高约31%。     

低温合成煤矸石水泥的研究

试验采用低温合成方法将煤矸石制成低温合成煤矸石水泥熟料，采用XRD分析、力学性能测定等测试方法．研究了熟料的矿物组成与水泥的物理性能。结果表明：采用水热合成低温煅烧工艺生产低温合成煤矸石水泥这一技术路线是可行的．该技术具有煅烧温度低、煤矸石用量大等特点，合成熟料的胶凝矿物主要为β-C2S和C2A7，因此该种水泥具有快凝、早强等特点：将低温合成煤矸石水泥与硅酸盐水泥按适当配比掺合，可以得到早期强度更高的特种煤矸石水泥。     

煤矸石对水泥水化性能的影响

研究了煤矸石的种类、掺量以及化学激发剂对水泥水化性能的影响.煤矸石种类对水化性能有影响.化学激发剂促进煤矸石的早期水化,提高其反应程度.并对激发剂的激发机理做了探讨.     

煤矸石水泥性能与颗粒群分布的关系研究

将不同细度的煤矸石、纯硅酸盐水泥按30%:70%混合, 测其胶砂流动度、净浆标准稠度用水量和 3 天、28天抗压强度。以宏观性能指标为Z轴, 水泥与煤矸石激光粒度检测结果的中位径 D50 之差为 x轴, 水泥与煤矸石混合样的粉体激光粒度计算结果的中位径D50为y轴, 进行三维区域图分析, 给出各项性能指标发展趋势与水泥、煤矸石的相对位置以及混合体系总体细度的相互关系。     

热活化煤矸石—水泥复合体系水化性能分析

采用比强度法对活化煤矸石的火山灰效应进行评定,通过Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定,分析活化煤矸石-水泥体系的水化程度,并采用X射线衍射分析,差热分析对其水化过程进行研究。结果表明:煅烧温度为750℃,保温时间为4h的热活化煤矸石对水泥体系的火山灰贡献率较高;该体系Ca(OH)2剩余量较少,化学结合水量较多,其水化产物主要以C-S-H凝胶,Ca(OH)2和钙矾石为主。     

活化煤矸石细粉-水泥复合胶凝材料水化性能研究

主要采用XRD、DTA/TG、SEM、MIP及等温微量量热仪研究了华新硅酸盐水泥以及掺有活化煤矸石细粉水泥胶凝体体系的水化性能和微观结构,试验证明煅烧后的煤矸石具有火山灰活性。掺有活化煤矸石细粉的水泥浆体结构较疏松,孔隙较多,但随着龄期的增长,浆体结构变得越来紧密,其主要的水化产物亦为水化硅酸钙凝胶、钙矾石和Ca(OH)2晶体。     

热活化煤矸石-水泥复合体系的力学性能及水化过程探讨

对热活化煤矸石作为水泥混合材的力学性能进行了系统分析,结果表明:在试验的温度范围内,煤矸石的最佳热激活工艺制度为700℃保温2h。为了解煤矸石水泥复合体系的水化过程,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和汞压入法(MIP)等测试方法对其水化过程的微观结构及孔结构性能进行了分析。结果表明:煅烧后的煤矸石具有一定的活性;随着水化龄期的变化,复合体系中水化产物、微观结构特征及孔结构性能等的变化与水泥的水化过程基本是一致的。试验结果对煤矸石作为水泥混合材使用的研究有着重要的指导意义。     

利用煤矸石生产优质G级油井水泥的试验研究

油井水泥属专用水泥,生产中原材料往往选择优质天然硅石,随着天然材料的日益紧缺,急需寻找一种成本低性能优的材料替代硅石生产优质油井水泥,本文通过利用工业废渣煤矸石替代硅石生产优质G级油井水泥开展了试验研究,最终确定了高饱和比高硅酸率配料方案,调整了一系列生产工艺和粉磨工艺,获得各大油田配伍性能良好的高质量低成本的油井水泥。     

水性环氧树脂改性水泥砂浆力学性能及微观结构

通过对水泥砂浆中掺加水性环氧树脂,制备了水性环氧树脂改性水泥砂浆,研究了不同聚灰比下,水性环氧树脂对水泥砂浆水化和强度的影响.运用XRD、TG/DSC、SEM、FTIR微观测试手段,研究了水性环氧树脂对水泥砂浆水化产物的影响.研究结果表明:水性环氧树脂可形成聚合物膜会延迟水泥水化;水性环氧树脂的加入会降低水泥砂浆的抗压强度;当聚灰比在2％范围以内,水性环氧树脂可以提高水泥砂浆的抗折强度.     

硅灰改性水泥/石灰砂浆微观结构的研究

以水泥和石灰为胶凝材料,中细砂为集料,再掺加有机聚合物流化剂制成水泥/石灰砂浆,水泥/石灰砂浆中添加外加剂的文献资料很少,通常是有关水泥砂浆的研究.本实验用硅灰取代10%(质量分数)的普通硅酸盐水泥,水泥、石灰和砂子的质量比为3:1:12,外加有机聚合物对砂浆改性,利用扫描电子显微镜、能谱仪和压汞仪对浆体进行微观分析.分析结果显示,由于硅灰的加入,浆体内部水化产物在早期先以Ⅲ型C-S-H凝胶的形式出现,随后,Ⅲ型和I型的C-S-H凝胶以并存的形式在水化后期出现;正如预期的那样,试样的总的孔隙率也比没加硅灰前有了大幅度的下降,而抗压强度的提高在水化后期才表现出来.