聚合物改性高强水泥砂浆的研究

论文摘要

本文研究了单掺或复合掺加聚合物胶粉、增稠剂、高效减水剂、矿物掺合料对水泥砂浆施工性能、水胶比、含气量、保水率、抗折强度、抗压强度和粘结抗拉强度等性能的影响,探讨了不同组分对聚合物改性高强水泥砂浆的改性机理,并结合其在结构加固工程中的应用,对其组成进行优化。研究结果表明:聚合物胶粉具有减水、引气和保水功能,能够提高新拌砂浆内聚力和触变性能,显著改善砂浆的施工性能;由于聚合物胶粉的减水和成膜作用,当聚胶比大于特定掺量时能够提高砂浆抗折强度和粘结抗拉强度,但抗压强度随聚胶比增大而递减。纤维素醚具有显著地引气和保水功能,能够提高新拌砂浆的结构强度,抗下垂能力和内聚力,能够非常有效地改善砂浆施工性能,但加入纤维素醚会导致砂浆力学性能降低。复合掺加聚合物胶粉和纤维素醚能产生一定的叠加效应,使新拌砂浆施工性能进一步改善,砂浆力学强度较单掺时稍有提高。高效减水剂能显著改善砂浆性能,但在聚合物胶粉、纤维素醚或其复合改性水泥砂浆中,不同品种减水剂的适应性存在显著差异。萘系高效减水剂与此类砂浆适应性差,而改性聚羧酸醚高效减水剂则与此类砂浆适应性较好。改性聚羧酸醚高效减水剂与聚合物胶粉、纤维素醚有很好的适应性可有效地改善砂浆施工性能,提高砂浆力学强度。但在掺用改性聚羧酸醚高效减水剂的高强砂浆中,聚合物胶粉、纤维素醚的加入会导致其强度不同程度下降,特别是随纤维素醚掺量增加其力学强度显著降低,因此配制高强砂浆要严格限制纤维素醚的掺量。本文试验条件下,在改性聚羧酸醚高效减水剂、聚合物胶粉改性的高强砂浆中加入适量粉煤灰、硅灰和膨胀剂等矿物掺合料,不仅能进一步改善新拌砂浆施工性能,还能显著提高砂浆力学强度。适量聚合物胶粉能够起到降低砂浆干缩率和增强砂浆粘结耐久性的作用。同时,水胶比和砂胶比对砂浆施工性能和力学强度有明显影响。综合考虑高效减水剂、聚合物胶粉和矿物掺合料对砂浆施工性能和力学性能的改性作用,经试验优化的砂浆配合比为:（C+FA+SF+UEA）:S:W:PC:P1:PF= （0.75+0.10+0.05+0.10）:2:0.24:0.003:0.02:0.0015,此砂浆不仅具有优良的保水性能、抹面施工性能,同时力学性能和耐久性优异,综合性能较理想,可应用于钢丝绳网片-聚合物砂浆加固法中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚合物改性水泥砂浆性能研究进展
• 1.3 本文主要研究内容和意义
• 第2章 试验材料与试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 砂
• 2.1.3 水
• 2.1.4 矿物掺合料
• 2.1.5 高效减水剂
• 2.1.6 聚合物
• 2.1.7 纤维
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 搅拌方式和养护制度
• 2.2.2 砂浆配合比
• 2.2.3 新拌砂浆的性能指标
• 2.2.4 硬化砂浆的力学性能指标
• 2.3 仪器设备
• 第3章 聚合物对砂浆物理力学性能的影响
• 3.1 聚合物胶粉对砂浆性能的影响
• 3.2 增稠剂对砂浆性能的影响
• 3.3 复合掺加聚合物胶粉和纤维素醚对砂浆性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 复合掺加高效减水剂和聚合物对砂浆物理力学性能的影响
• 4.1 高效减水剂对砂浆性能的影响
• 4.1.1 萘系高效减水剂对砂浆性能的影响
• 4.1.2 改性聚羧酸醚高效减水剂对砂浆性能的影响
• 4.2 复合掺加高效减水剂与聚合物对砂浆性能的影响
• 4.2.1 复合掺加高效减水剂与聚合物胶粉对砂浆的性能的影响
• 4.2.2 复合掺加高效减水剂与纤维素醚对砂浆的性能的影响
• 4.2.3 复合掺加高效减水剂、纤维素醚和聚合物胶粉对砂浆性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 矿物掺合料对砂浆物理力学性能的影响
• 5.1 矿物掺合料对砂浆性能的影响
• 5.1.1 超细粉煤灰对砂浆性能的影响
• 5.1.2 硅灰对砂浆性能的影响
• 5.1.3 U-膨胀剂对砂浆性能的影响
• 5.2 本章小结
• 第6章 聚合物改性高强水泥砂浆的优化配合比及其应用
• 6.1 水胶比对砂浆物理力学性能的影响
• 6.2 砂胶比对砂浆物理力学性能的影响
• 6.3 聚合物改性水泥砂浆的变形性能
• 6.4 聚合物改性水泥砂浆的耐久性
• 6.5 聚合物改性高强水泥砂浆的优化配合比及其应用
• 6.5.1 聚合物改性高强水泥砂浆的优化配合比
• 6.5.2 聚合物改性高强水泥砂浆的应用
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录