水泥基复合材料抹面胶浆抗裂性研究

论文摘要

聚苯板外墙外保温系统是否具有稳定持久的保温效果及良好的装饰性能,其关键材料就是用于粘结聚苯板的胶粘剂及用于做饰面保护层的抹面胶浆。提高外墙保温系统抹面胶浆的抗裂性,设法抑制防护层裂纹的产生对于推动我国建筑节能工作及节能材料产业的发展具有十分重要的意义。同时,研究抹面胶浆抗裂性可为开发抑制裂纹产生的专用化学品添加剂提供理论依据。通过对纤维、缓凝剂(醇类化合物)、聚合物乳液加入水泥砂浆制成的复合材料的抗裂性的研究发现,纤维、醇类化合物、聚合物乳液均可以不同程度改善水泥基复合材料的抗裂性能;这种改善程度与化学添加剂的种类有关,且随化学添加剂加入量的增加,水泥基复合材料的抗裂性能随之增强。其中,1mm 木质纤维、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯乳液对水泥基复合材料抗裂性能的改善均优于其他同类物质。在对抗裂性能进行单因素实验的基础上,选取聚丙烯酸酯乳液为主要外加剂,另外选取不同灰砂比、不同粒径的石英砂以及其它三种助剂,同时考虑材料的吸水率、垂直拉伸胶结强度、抗裂性,进行正交实验,确定了水泥基复合材料抹面胶浆的最佳配方:聚灰比0.09、灰砂比2.0、石英砂粒度0.154~0.180mm、聚乙烯醇0.06%(占水泥质量百分数)、1mm 木质纤维0.5%(体积掺率)、保水剂0.15%(占聚合物乳液的质量百分数)。从力学方面分析,水泥基复合材料表面裂纹的产生是由于水泥基材在失水干燥过程中干燥收缩产生的不均匀应力而形成的。通过对水泥基复合材料干燥收缩率的实验研究,从力学方面,对水泥基材抗裂性进行机制分析。从微观方面,通过对水泥基复合材料凝结时间测定及扫描电镜分析,对化学添加剂对水泥基复合材料性能的改善机制进行了分析;纤维、醇类化合物、聚合物乳液都可以延长水泥的凝结时间,使水泥水化速率降低,有利于水泥基复合材料抗裂性能的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 纤维水泥基复合材料
• 1.1.1 纤维水泥基复合材料的发展
• 1.1.2 纤维水泥基复合材料的抗裂性
• 1.1.3 纤维水泥基复合材料的阻裂机理
• 1.2 聚合物水泥基复合材料
• 1.2.1 聚合物水泥基复合材料的发展
• 1.2.2 聚合物水泥基材料的材料组成
• 1.2.3 聚合物水泥基复合材料微观结构及改性机理
• 1.2.4 聚合物水泥基材料的性质
• 2 实验原料及方法
• 2.1 实验原料及仪器
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 水泥基复合材料抗裂性实验
• 2.2.2 水泥基复合材料干燥收缩实验
• 2.2.3 水泥基复合材料凝结时间的测定
• 2.2.4 水泥基复合材料吸水率的测定
• 3 纤维、缓凝剂及聚合物对水泥基复合材料抗裂性的影响
• 3.1 纤维对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.1.1 纤维种类对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.1.2 纤维长度对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.1.3 纤维掺加量对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.2 缓凝剂对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.2.1 缓凝剂种类对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.2.2 聚乙烯醇掺加量对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.3 聚合物乳液对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.3.1 不同聚合物乳液对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 3.3.2 聚合物乳液加入量对水泥基复合材料抗裂性能的影响
• 4 水泥基复合材料抹面胶浆最佳配方的确定
• 4.1 实验方案设计
• 4.1.1 影响因素
• 4.1.2 实验水平
• 4.1.3 实验设计方案
• 4.2 试件的制备
• 4.2.1 水泥砂浆试块的制备
• 4.2.2 垂直拉伸胶结强度测定试样的制备
• 4.2.3 吸水率测定用饰面层的制备
• 4.3 实验结果及数据处理
• 4.3.1 按吸水率指标确定的最佳配方
• 4.3.2 按垂直拉伸胶结强度指标确定的最佳配方
• 4.3.3 按抗裂指数确定最佳配方
• 4.3.4 综合考虑抗裂指数、吸水率及拉伸强度指标时最优配方的确定
• 5 水泥基复合材料抗裂机理
• 5.1 水泥基复合材料干燥收缩率实验
• 5.1.1 纤维水泥基复合材料干燥收缩率的测定
• 5.1.2 缓凝剂对水泥基复合材料干燥收缩率的影响
• 5.1.3 聚合物乳液对水泥基复合材料干燥收缩率的影响
• 5.2 水泥基复合材料凝结时间的测定
• 5.2.1 纤维水泥基复合材料凝结时间的测定
• 5.2.2 缓凝剂对水泥基复合材料凝结时间的影响
• 5.2.3 聚合物乳液水泥基复合材料凝结时间的测定
• 5.3 水泥基复合材料微观结构
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集