西北地区混凝土修补用聚合物砂浆试验研究

摘要

西北干寒地区的混凝土常年受到冻融循环、盐碱腐蚀、风蚀等多种自然因素的作用，日积月累，极易在混凝土结构中产生裂缝、剥蚀等病害。混凝土裂缝等病害如不及时修复，会加速混凝土结构的劣化，严重降低混凝土结构的耐久性，进而影响其安全服役。因此，研究如何修补产生裂缝等病害的混凝土，以及用什么材料修补具有重要的工程意义。
　　本文针对西北干寒、盐碱和风蚀等自然环境，研究了适合于该地区混凝土病害的修补用聚合物砂浆。本文研究了乳化沥青、CR乳液和丙烯酸乳液改性聚合物砂浆的拌制、养护、工作性能、粘结性能和力学性能，分析了乳化沥青、CR乳液和丙烯酸乳液加入量对聚合物改性砂浆含气量、凝结时间、流动性、粘结性和力学性能的影响，对比分析不同改性乳液对各项指标的影响。
　　从最后的研究成果来看，与普通砂浆相比，聚合物改性砂浆的抗折强度和抗压强度均略有下降，随着聚合物乳液掺量的增加强度先增大后减小，最佳掺量为15％左右；聚合物乳液和掺合料的掺入使砂浆在西北地区的条件下亦能获得较好的内部孔结构和较高的力学强度，这表明改性砂浆比普通砂浆更适合于条件复杂的现场施工；聚合物乳液可以起到减水的效果。稠度固定时，水灰比例会逐渐减小，水泥水化过程和速度依旧没有飞速加快，而是根据聚合物掺量比例的加大，初凝时间和终凝时间按照先降低后升高的曲线发展规律，但从凝结时间曲线来分析，聚合物并没有加速凝结作用，在聚合物添加很多的情况下才具有较强的缓凝作用。氯丁胶乳的掺入大大提高了砂浆的抗压强度，28d龄期时相对纯砂浆增加2.7%。丙烯酸乳液的掺入对砂浆的抗折强度的提高显著。28d龄期聚合物掺量为20%时，抗折强度影响最大，比纯砂浆要高3.6%。90d时抗压强度相对纯砂浆提高了9%。聚合物改性砂浆的折压比与龄期的关系呈反比。即龄期是增大聚合物改性砂减小，主要是由于砂浆的抗压强度比抗折强度同期增加幅度要大。砂浆的粘结强度与掺量含量成正比，掺入量增加而粘结强度增长。对粘结强度的影响最为显著的当属氯丁胶乳，90d时粘结强度提高了20%。但丙烯酸在同一龄期时则降低了聚合物改性砂浆的粘结强度。主要原因是由于丙烯酸掺入量过多。它的量比在砂浆中没有促进形成网状的聚合物膜的效果，相反还减缓了水泥的水化过程。通过试验数据可以推算出最佳养护环境并对养护条件的匹配性机理进行分析。

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引言

1 绪论

1.1课题研究背景、问题的提出与实际意义

1.1.1研究背景

1.1.2问题的提出

1.2国内外聚合物水泥基复合材料的研究现状

1.2.1发展历史

1.2.2国外研究现状

1.2.3国内研究现状

1.2.4混凝土改性用聚合物的分类及应用

1.3聚合物改性砂浆的发展趋势

1.4本文研究主要内容

2原材料技术性能指数与试验方法

2.1原材料技术性能

2.1.1水泥

2.1.2砂子和水

2.1.3改性用聚合物乳液

2.1.4消泡剂

2.1.5减水剂

2.2试验方案设计

2.3试验方法

2.3.1砂浆搅拌方式、成型和养护条件

2.3.2新拌砂浆工作性测试方法

2.3.3砂桨的力学性能测试方法

3 聚合物对砂浆工作性的影响分析

3.1聚合物对砂浆密度和含气量的影响

3.1.1聚合物对砂浆密度的影响

3.1.2聚合物对砂浆含气量的影响

3.2聚合物对水泥砂浆流动性的影响

3.3分析聚合物对改性砂浆凝结时间的影响

3.4本章总结

4. 聚合物改性水泥砂浆的力学性能分析

4.1力学性能分析

4.1.1聚合物掺量影响砂浆抗压、抗折强度的状况分析

4.1.2聚合物对砂桨折压比的影响

4.2粘结强度的定义及重要作用

4.3养护环境对砂浆物理特性力学强度大小的影响

4.4分析与总结

5总结与展望

5.1主要结论

5.2相关完善措施及建议

参考文献