水泥基材料复合型减缩剂的试验研究

摘要

混凝土收缩开裂一直是降低其耐久性的重要因素。它是指水泥基材料由于水化反应、温度湿度变化而产生的体积不稳定性，作为水泥基材料的固有属性，使其产生体积变形，给水分及离子移动提供通道，进而降低结构整体强度和耐久性。减缩剂的提出引起了广泛关注，并普遍认同减缩剂主要通过降低溶液表面张力来减少收缩，同时有部分学者认为减缩剂加入后可以使溶液黏度提高和蒸发速率降低，这同样有利于抑制水泥基材料的收缩。
　　本文研究了减缩剂溶液表面张力、黏度、蒸发速率、接触角的变化规律，并结合砂浆试件28d内收缩规律来判断其作用机理，比较单组分减缩剂和复合型减缩剂对水泥基材料微观孔结构及宏观性能的影响效果。
　　试验比较了不同种类减缩剂、增稠剂、保湿剂在不同浓度下的表面张力、黏度和蒸发速率的变化规律，通过正交试验计算出各试剂在改变溶液性能方面的显著性，本着低用量、高作用效果的原则对试剂进行优选和复配；通过单一改变复合型减缩剂的表面张力或黏度来探究二者单独改变对收缩的影响；通过测试单组分减缩剂和复合型减缩剂在水溶液和水泥净浆澄清液中的性能比较碱性环境对其作用效果的影响，并同时测试了28d复合型减缩剂在水及水泥净浆澄清液中接触角的变化规律，比较28d溶液性能变化来判断其作用效果的长期有效性；比较单组分减缩剂和复合型减缩剂对砂浆试件力学性能的影响；结合减缩剂对水泥基材料孔结构、收缩等方面的影响规律来探究其作用机理。
　　通过以上试验得出：在减缩剂溶液性能方面，单组分减缩剂和复合型减缩剂均可在碱性环境下长期有效，在水泥净浆澄清液中溶液表面张力略有升高，溶液黏度提高有利于提高溶液接触角，接触角在3d时变大但在28d时恢复至接近初值；在孔结构方面，单组分减缩剂和复合型减缩剂均有助于细化10nm~50nm范围内的毛细孔，复合型减缩剂的作用效果优于单组分减缩剂，溶液黏度的提高会增加总孔隙率；在力学性能方面，减缩剂会降低水泥基材料的早期强度，复合型减缩剂对强度的不利影响更大，但28d强度与空白组持平，而溶液黏度的提高对水泥基材料早期强度几乎没有影响，但是28d强度下降；在收缩性能方面，相同掺量的复合型减缩剂对抑制收缩作用效果优于单组分减缩剂，而减缩剂对收缩的抑制不仅仅取决于表面张力、黏度和蒸发速率，还需考虑毛细孔降低以及接触角的变化。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 水泥基材料的收缩变形种类及防治措施

1.3 减缩剂的研究现状

1.4 研究内容及路线

第2章 试验原材料及性能测试方法

2.1 试验原材料

2.2 试验主要仪器

2.3 性能测试方法

第3章 减缩剂溶液性能的研究

3.1 正交试验法优选减缩剂

3.2 减缩剂在水泥净浆澄清液中的性能

3.3 本章小结

第4章 减缩剂对水泥石孔结构的影响

4.1 单组分减缩剂对水泥石孔结构的影响

4.2 复合型减缩剂对水泥石孔结构的影响

4.3 本章小结

第5章 减缩剂对砂浆性能的影响

5.1 减缩剂对砂浆强度的影响

5.2 减缩剂对砂浆收缩性能的影响

5.3 本章小结

结论

参考文献

附录

附录一 复合溶液表面张力正交分析表

附录二 复合溶液黏度正交分析表

附录三 复合溶液蒸发速率正交分析表

声明

致谢