聚合物水泥砂漿的應(yīng)用性分析

.z聚合物水泥砂漿的應(yīng)用性分析摘要：把聚合物在改性水泥砂漿中的應(yīng)用，在世界上已有很長的一段歷史。與普通的水泥砂漿相比，聚合物水泥砂漿具有很多優(yōu)良的性能?，F(xiàn)對聚合物改性砂漿的改性機(jī)理、改性砂漿性能以及改性砂漿的應(yīng)用情況作詳細(xì)介紹。關(guān)鍵詞：聚合物；砂漿，改性；應(yīng)用前言早在1923年，英國人Gresson就把聚合物應(yīng)用于路面材料而獲得專利。我國在這一方面的研究起步較晚，還是近十幾年開展起來的。1990年在**舉行了第6屆國際聚合物混凝土?xí)h，大大地加速了我國在這一方面研究與應(yīng)用的進(jìn)步。1聚合物水泥砂漿的改性機(jī)理水泥砂漿作為一種復(fù)合材料，骨料和水泥基之間的界面過渡區(qū)是材料的薄弱環(huán)節(jié)。在界面過渡區(qū)，水灰比高、孔隙率大、氫氧化鈣和鈣礬石多，晶粒粗大、氫氧化鈣晶體取向生長。要改善水泥基材料的性能，就必須改善界面過渡區(qū)的構(gòu)造和性質(zhì)。聚合物對水泥砂漿的改性作用，其實(shí)質(zhì)也是改善材料的界面過渡區(qū)，從而使材料獲得別的材料所不具有的性能?！?〕聚合物具有減水的效果。其表現(xiàn)在配制具有一樣流動度的砂漿時(shí)，摻有聚合物的砂漿的水灰比要低于普通砂漿的水灰比。這是因?yàn)榫酆衔锖偷V物摻合料粉煤灰一樣的形態(tài)效應(yīng)，因?yàn)榫酆衔锏墓腆w粒徑很小，其直徑一般在0.05～5um之間。這樣的顆粒也可像粉煤灰的顆粒一樣，既可起到滾珠的作用，又具有較高的外表活性，從而能起到減水效應(yīng)?！?〕在砂漿中摻加聚合物后，氫氧化鈣也會沿著聚合物固體顆粒生長，有利于打亂氫氧化鈣的取向生長。另外，由于聚合物的特殊性，它會在高于其最低成膜溫度下凝聚成膜，形成的膜能將水泥水化生成的氫氧化鈣包圍起來，連成一個整體，可以有效的降低氫氧化鈣對材料耐久性的不良影響?！?〕由于聚合物成膜的過程發(fā)生在水泥水化的過程中，水分用于水化以及被蒸發(fā)，聚合物就在整個基體中形成一個堅(jiān)韌、致密的網(wǎng)絡(luò)薄膜狀網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，分布在水泥砂漿骨架之間，填充空隙，切斷了與外界的通道，進(jìn)一步改善了材料的性能。2聚合物水泥砂漿的材料2．1聚合物對能用于砂漿改性的聚合物，其性能要求十分重要。聚合物在發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，不能對砂漿帶來負(fù)面的影響，如不能影響水泥的充分水化，對水泥石的基體沒有腐蝕作用，對環(huán)境沒有污染作用等。現(xiàn)階段用于改性砂漿的聚合物的種類主要有以下一些。其中最常用的就是圖中劃橫線的聚合物。有丁苯乳液〔SBR〕、聚丙烯酸脂〔PAE〕、聚乙烯醋酸脂〔EVA〕、丙苯乳液〔SAE〕等。但由于單一品種乳液用于改性砂漿時(shí)會有一些缺乏，因此現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)通過聚合物乳液的共混，綜合不同乳液的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)不同性能要求、適應(yīng)不同用途需要的聚合物共混物用于改性砂漿。2．2水泥用于聚合物改性砂漿的水泥一般為普通硅酸鹽水泥，它的早期強(qiáng)度高、凝結(jié)快、耐凍性好。另外還可用高鋁酸鹽水泥。近年來，出現(xiàn)了一種專門用于聚合物干粉改性砂漿的鋁酸鈣水泥，這種水泥是用一定比例含有三氧化二鋁和氧化鈣經(jīng)熔化或煅燒，然后將獲得的熟料磨細(xì)而成。2．3礦物摻合料礦物摻合料〔硅灰、粉煤灰、礦渣等〕本身就可以作為一種水泥砂漿的改性材料。把礦物摻合料和聚合物雙摻在砂漿中，能綜合利用兩種改性材料的特點(diǎn)，優(yōu)勢互補(bǔ)進(jìn)一步改善砂漿的性能。2．4砂一般用河砂，要求含泥量不能過高。3硬化聚合物砂漿的力學(xué)性能3．1抗壓強(qiáng)度現(xiàn)有大局部的研究都認(rèn)為聚合物改性砂漿的抗壓強(qiáng)度要低于普通砂漿的抗壓強(qiáng)度，但是還存在另外的一種觀點(diǎn)，就是認(rèn)為聚合物改性砂漿的抗壓強(qiáng)度要高于普通砂漿的抗壓強(qiáng)度，這是因?yàn)榫酆衔锞哂袦p水效應(yīng)，能降低砂漿的用水量，從而提高砂漿的抗壓強(qiáng)度。之所以存在這樣對立的觀點(diǎn)，有可能是砂漿單位體積內(nèi)的水與聚合物的相對含量的問題。在聚合物砂漿中水泥的水化和聚合物的成膜是一對矛盾，水泥水化需要水分，而聚合物的成膜要求失去水分。在砂漿中聚合物由于具有減水作用，應(yīng)該能增加砂漿的強(qiáng)度，但由于前面所講的聚合物降低抗壓強(qiáng)度的因素的存在，就應(yīng)該調(diào)節(jié)砂漿單位體積內(nèi)水與聚合物的相對含量，使其滿足既能很好的水化又能很好的成膜，從而能提高砂漿的抗壓強(qiáng)度。3．2粘結(jié)強(qiáng)度復(fù)合材料之間的界面粘結(jié)作用可以大致分為以下五類：〔1〕吸附與侵潤；〔2〕相互擴(kuò)散；〔3〕靜電吸引；〔4〕化學(xué)鍵合；〔5〕機(jī)械粘著。聚合物改性砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度可以分為砂漿內(nèi)部和把砂漿用于修補(bǔ)材料時(shí)新老界面之間的粘結(jié)強(qiáng)度。砂漿內(nèi)部的粘結(jié)性能在前面已有介紹，即在界面處分為機(jī)械粘合、物理吸引、化學(xué)鍵合，正是因?yàn)橛羞@樣的效果使得砂漿漿體的粘結(jié)強(qiáng)度增大。當(dāng)聚合物改性砂漿作為一種修補(bǔ)材料時(shí)，與普通的砂漿相比也表現(xiàn)出有良好的粘結(jié)強(qiáng)度，之所以有比普通砂漿強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度，這有可能是聚合物砂漿在新老界面出也能形成那樣的界面構(gòu)造，并且聚合物還能擴(kuò)散到老砂漿中的空隙中去成膜，進(jìn)一步增強(qiáng)粘結(jié)強(qiáng)度。3．3彈性模量聚合物改性砂漿的彈性模量要低于普通砂漿的彈性模量，因此聚合物沙漿比普通的砂漿有更大的變形性。3．4耐久性由于聚合物對砂漿的改性作用，提高了砂漿的耐久性。如砂漿的抗?jié)B能力得到了提高，吸水性降低，砂漿承受凍融循環(huán)的能力也得到了提高。另外，砂漿長期暴露在野外，其力學(xué)性能沒有降低反有提高。4聚合物水泥砂漿的應(yīng)用4．1混凝土修補(bǔ)材料聚合物水泥砂漿〔修補(bǔ)砂漿〕已經(jīng)廣泛應(yīng)用于混凝土構(gòu)造加固，選用聚合物改型砂漿作為混凝土構(gòu)造的修補(bǔ)材料主要有以下理由。〔1〕聚合物水泥砂漿具有良好的粘結(jié)性和耐水性；〔2〕聚合物水泥砂漿不需要潮濕養(yǎng)護(hù)，盡管最初兩天保持潮濕會更好；〔3〕聚合物水泥砂漿的收縮和普通混凝土一樣或略低一些；〔4〕聚合物水泥砂漿的抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐磨性、抗沖擊能力比普通混凝土高，而彈性模量更低；〔5〕聚合物水泥砂漿的抗凍融性能更好。4．2防水材料聚合物水泥砂漿既可以用于剛性防水材料，又可以作為柔性防水材料。聚合物水泥砂漿作為柔性放水材料應(yīng)用時(shí)，主要是以防水涂料形式使用。4．3膠黏劑由于聚合物水泥砂漿具有良好的粘結(jié)能力和良好的協(xié)調(diào)性，可以作為一種良好的膠黏劑，如瓷磚膠黏劑、界面處理劑等。4．4防腐蝕聚合物水泥砂漿比普通混凝土的抗?jié)B性、耐介質(zhì)