丁苯胶乳改性水泥砂浆流变特性研究

通过不同剪切应力加载速率试验,分析了丁苯胶乳改性水泥砂浆在外力作用下不同阶段的流动和变形的特性,建立了其基本流变特性模型。研究结果表明:丁苯胶乳改性水泥砂浆在外力作用下的流变特性分为三个阶段,第I阶段,得出丁苯胶乳改性水泥砂浆符合牛顿流体模型的流变特性,剪切速率与剪切应力呈线性比例增长,建立其第一牛顿区;第II阶段,得出其在该阶段表现出黏性、弹性和塑性的复杂流变特性,建立了用圣维南固体模型、牛顿流体模型及胡克固体模型并联来表征其流变特性的模型;第III阶段,得出其符合牛顿流体模型的流变特性,建立了其第二牛顿区,得出了其绝对屈服应力。综合各阶段的流变特性,建立了丁苯胶乳改性水泥砂浆的流变特性模型和流变特性方程。考虑实际应用情况,建立了其简化的流变特性模型和流变特性方程。

丁苯胶乳与玻璃纤维双重改性水泥砂浆的研究

通过改变丁苯乳胶和玻璃纤维掺量,设计12种水泥砂浆配比,实测了抗压、抗折强度及耐酸碱性能,初步分析了该复合砂浆的强化韧化机理,得到了具有优良力学性能,尤其是抗折强度以及耐久性能的砂浆材料的最优配比范围。

PB-g-PSG胶乳改性水泥砂浆的性能

通过半连续乳液接枝聚合反应合成了m(聚丁二烯)/m(苯乙烯)/m(甲基丙烯酸环氧丙酯)为50/50/0,50/49/1,50/46/4的3种聚丁二烯接枝聚苯乙烯(St)和甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)共聚胶乳(PB-g-PSG胶乳).水灰比为0.4(质量比),将3种PB-g-PSG胶乳用于制备胶乳改性水泥砂浆,考察了GMA含量和聚灰比对该砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及吸水速率的影响,并与SD623羧基丁苯胶乳改性水泥砂浆进行了性能对比试验.结果表明:在一定掺量范围内,3种PB-g-PSG胶乳改性水泥砂浆的流动度随GMA含量的变化并不明显,但均随聚灰比的增加而增加;PB-g-PSG胶乳能显著降低水泥砂浆的吸水速率;PB-g-PSG胶乳的掺入对水泥砂浆的力学性能有重要影响,这种砂浆的抗压强度随聚灰比的增加而降低,且小于参比水泥砂浆,聚灰比小于10%(质量分数)时,抗折强度大于参比水泥砂浆,最高可达9.65MPa;PB-g-PSG胶乳可作为水泥改性剂使用.

纤维对丁苯乳液改性水泥砂浆干缩性能的影响

丁苯乳液改性水泥砂浆由于乳液掺量较高限制了其应用范围，为此提出了在较低丁苯乳液掺量下采用纤维增强丁苯乳液改性水泥砂浆的方法．研究了碳纤维、聚丙烯纤维及其不同纤维体积分数对丁苯乳液改性水泥砂浆早期（0～6h）干缩性能的影响，并研究了钢纤维、碳纤维、聚丙烯纤维及其混杂对丁苯乳液改性水泥砂浆长期干缩性能的影响．研究表明：掺0．3％碳纤维、0．1％聚丙烯纤维均能减小丁苯乳液改性水泥砂浆早期的干缩率；0．3％碳纤维对丁苯乳液改性水泥砂浆早期干缩的抑制作用好于0．3％聚丙烯纤维，但却增大了丁苯乳液改性水泥砂浆的长期干缩率，而0．3％钢纤维限制丁苯乳液改性水泥砂浆长期干缩的效果最优．通过压汞实验初步分析了丁苯乳液改性水泥砂浆孔结构与其干缩率之间的关系．

丁苯乳液改性水泥砂浆的力学性能与体积密度

在固定水灰比为0.4且改变养护条件下,研究了丁苯乳液掺量对改性水泥砂浆体积密度和力学性能的影响,并对改性水泥砂浆力学性能与体积密度间的相互关系进行分析.结果表明:当丁苯乳液掺量在0～20%(质量分数,下同)之间变化时,改性水泥砂浆体积密度在8%丁苯乳液掺量时最低;改性水泥砂浆的抗压强度和抗折强度在0～8%丁苯乳液掺量之间随丁苯乳液掺量的增加而下降;在丁苯乳液掺量小于10%时,改性水泥砂浆的动弹性模量随着丁苯乳液掺量的增加而减小;当丁苯乳液掺量小于10%时,改性水泥砂浆抗压强度、动弹性模量均与体积密度之间存在着较好的线性对应关系,而抗折强度与其相关性则不明显.

PB-g-PS胶乳改性水泥砂浆的性能

利用氧化还原引发体系,采用半连续乳液接枝共聚的方法合成了聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)接枝共聚胶乳,其中聚丁二烯(PB)与聚苯乙烯(PS)的质量比为70/30,50/50和30/70.在固定流动度为(175±5)mm,且在20℃水中养护6 d,然后在20℃,相对湿度为65%的空气中养护21 d的混合养护条件下,考察了聚灰比、聚丁二烯与聚苯乙烯的质量比对PB-g-PS胶乳改性水泥砂浆的水灰比、流动度、保水率、抗压和抗折强度以及吸水量的影响,并与羧基丁苯胶乳改性水泥砂浆进行了性能对比试验.结果表明:在一定掺量范围内,胶乳都具有良好的减水作用,能有效提高砂浆的保水性能,显著降低聚合物改性砂浆的毛细孔吸水率;加入聚合物对砂浆力学性能有重要影响,使其抗压强度总体降低,抗折强度部分提高,因此,PB-g-PS胶乳可以作为水泥改性剂使用.

掺加丁苯胶乳对水泥砂浆及水泥混凝土刚性与耐磨性的影响

通过实验分析了丁苯橡胶乳液对水泥砂浆和水泥混凝土刚性和耐磨性的影响，得出了随丁苯胶乳量的增加，水泥砂浆和混凝土的弹性模量逐渐降低和磨耗重量损失降低的曲线关系。

偶联剂对PB-g-PS胶乳改性水泥砂浆性能的影响

重量比为50/50的聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)胶乳用于改性水泥砂浆。考察了聚合物对水泥重量比(聚灰比)和偶联剂含量对胶乳改性水泥砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及吸水量的影响。研究表明:改性砂浆的流动度随聚灰比和偶联剂含量的增加而增加;胶乳和适量偶联剂能降低改性砂浆的毛细孔吸水量;胶乳的加入使改性砂浆的抗压强度降低,随聚灰比的增加,改性砂浆抗折强度呈下降趋势,偶联剂的加入极大地改善了砂浆的力学性能。利用SEM观察到改性砂浆的结构更加致密,界面结构得到改善,观察到了聚合物膜的纤维状和互穿网络结构。利用DSC对改性砂浆样品进行了分析,结果表明:偶联剂对水泥水化和晶形转变具有重要影响。

硅灰和PB-g-PSG胶乳复合改性水泥砂浆的性能

通过半连续乳液接枝聚合反应合成了m(聚丁二烯)/m(苯乙烯)/m(甲基丙烯酸环氧丙酯)比例为50/46/4的聚丁二烯接枝苯乙烯(St)和甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)共聚胶乳(PB-g-PSG)。水灰比为0.4(质量比)时,将硅灰和胶乳用于改性水泥砂浆,研究了硅灰掺量和胶乳掺量对改性水泥砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及水吸收速率的影响。研究表明:在一定掺量范围内,当胶乳掺量增加时,改性砂浆的流动度增加,吸水率降低;当硅灰掺量增加时,流动度降低,合适的硅灰掺量能降低改性砂浆的吸水率;胶乳和硅灰的复合掺入有益于砂浆力学性能的改善,改性砂浆的抗压强度、抗折强度最高值分别为67.02 MPa和7.40 MPa;利用DSC和XRD研究了硅灰和胶乳对水泥水化的影响,结果表明:当胶乳掺量增加时,水泥水化程度呈先增后降趋势,胶乳掺入10%时,水泥水化程度最高。当硅灰掺量增加时,水泥水化程度呈下降趋势,硅灰掺量为5%时,水泥水化程度最高。综上,胶乳和硅灰可以复合改性水泥砂浆。

羧基丁苯聚合物改性水泥砂浆的性能及经济性研究

通过大量的试验研究和理论分析,系统地探讨了羧基丁苯聚合物改性水泥砂浆的力学性能和耐久性能;并进行了经济性分析,发现相对于普通水泥砂浆,羧基丁苯聚合物改性水泥砂浆的力学性能得到提高,耐久性能得到改善,性能价格比提高。

吐温-20对PB-g-PSG胶乳改性水泥砂浆性能影响及作用机理

通过半连续乳液接枝聚合反应合成了聚丁二烯接枝苯乙烯和甲基丙烯酸环氧丙酯胶乳(PBg-PSG胶乳),然后向PB-g-PSG胶乳中加入了占其固体质量为3%,5%和7%的吐温-20.将掺吐温-20的PB-g-PSG胶乳拌入水泥砂浆,制得PB-g-PSG胶乳改性水泥砂浆.考察吐温-20掺量和聚灰比(质量比)对改性水泥砂浆流动度、抗压强度、抗折强度、保水率以及吸水速率的影响,并利用SEM观察改性水泥砂浆的微观形貌,分析吐温-20对PB-g-PSG胶乳的稳定作用.结果表明:随吐温-20掺量或聚灰比的增加,改性水泥砂浆流动度增加;改性水泥砂浆吸水速率随吐温-20掺量增加呈先降后增趋势;掺3%,5%和7%吐温-20的PB-g-PSG胶乳均能提高水泥砂浆的保水率(最高可达99.22%,质量分数);改性水泥砂浆的抗压强度均随聚灰比的增加而降低,且小于参比砂浆;改性水泥砂浆的抗折强度基本高于参比砂浆,且当聚灰比为10%时,最高可达9.45MPa;PB-gPSG胶乳对水泥水化物起黏合及桥接作用,并与之形成互穿网络结构,从而改善了水泥砂浆性能;吐温-20可使胶乳粒子表面形成一层很厚的水化层,阻碍胶乳粒子相互接近发生凝聚,令PB-gPSG胶乳稳定存在.

氯丁胶乳改性水泥砂浆的性能和应用

以氯丁胶乳作为改性剂 ,对氯丁胶乳砂浆的性能与掺量的关系做了系统的试验 ,同时介绍该材料在工程中的应用实例。

羧基丁苯胶乳对水泥砂浆基本性能的影响

研究了羧基丁苯胶乳对水泥砂浆性能的影响。结果表明:(1)随着羧基丁苯胶乳掺量的增加,水泥砂浆流动度不断降低;各龄期的抗折和抗压强度不断减小,抗折强度最大下降了36.2%,抗压强度最大下降了58.9%;提出了气泡形成预测模型。(2)不同消泡剂均降低了流动度,D类消泡效果最好,其抗折强度28 d超过了标准试验结果,而抗压强度始终低于标准试验结果。(3)增加D类消泡剂的掺量,水泥砂浆28 d抗折和抗压强度均有增加的趋势,掺量超过6‰后,其抗折强度均大于标准试验结果,而抗压强度始终小于标准试验的结果。

聚丁二烯接枝聚苯乙烯胶乳的制备及对水泥砂浆的改性

通过半连续乳液接枝聚合法制备了聚丁二烯(PB)/聚苯乙烯(PS)(质量比)为70/30、50/50和30/70的3种PB接枝PS胶乳,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了接枝产物,考察了PB/PS和聚灰比对改性水泥砂浆减水能力、保水率、力学强度以及吸水速率的影响,并采用扫描电子显微镜表征了胶乳改性水泥砂浆的微观结构。结果表明,在FTIR谱图中,不仅出现了PB特征峰,而且出现了PS吸收峰,苯环为单取代,说明PS接枝到PB主链上;PB/PS为30/70的胶乳改性水泥砂浆的减水作用和抗压强度较强,而保水作用最差,PB/PS为50/50的胶乳改性水泥砂浆的抗折强度较高,吸水速率较缓慢;胶乳改性水泥砂浆中有桥接结构、互穿网络结构以及孔洞结构。

聚丁二烯接枝聚苯乙烯胶乳改性水泥砂浆的耐硫酸腐蚀性能

通过半连续乳液接枝共聚的方法制备了聚丁二烯(PB)与聚苯乙烯(PS)质量比为50/50的聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)共聚胶乳。在水与水泥的质量比为0.40、胶乳固体质量与水泥的质量比为10%的条件下,将PB-g-PS胶乳掺入水泥砂浆对其进行改性,并通过扫描电镜观察了参比及改性砂浆的微观形貌。经研究发现,当稀硫酸质量浓度增加及浸泡时间延长时,参比水泥砂浆的失重率及吸水率也随之增加,抗压强度变小,但改性水泥砂浆耐稀硫酸腐蚀性明显优于参比水泥砂浆;参比及改性水泥砂浆在质量浓度为15%的稀硫酸溶液中浸泡100 d时,失重率前者几乎达100%而后者为68.65%,且改性水泥砂浆的抗压强度降幅较小;参比及改性水泥砂浆在质量浓度为10%的稀硫酸溶液中浸泡100 d时,吸水率分别为7.19%和4.09%;改性砂浆的结构更致密且界面结构得到了改善,随稀硫酸溶液浓度的增加,氢氧化钙晶体数量减少,形态呈六角形片状结构。

PB-g-PS胶乳改性水泥砂浆的性能研究

PB-g-PS胶乳常用于改性水泥砂浆,聚丁二烯对苯乙烯的重量比的范围从70/30,50/50到30/70.保持水灰比为0.5的常数,在20°、相对湿度为90%的空气中养护24 h,接下来在20°的水中养护27 d.这项研究考察了聚丁二烯与苯乙烯的重量比和聚灰比对PB-g-PS胶乳改性水泥砂浆的流动度,抗压、抗折强度及吸水率的影响.实验结果表明,改性砂浆的流动度随着聚灰比的增加而增加,而随聚丁二烯对苯乙烯重量比的增加而减少,PB-g-PS胶乳能显著地降低毛细孔吸水率.此最小值是1.33 kg/m2.PB-g-PS胶乳能显著地影响改性砂浆的力学性能.改性砂浆的抗压强度、和抗折强度都降低.总之,PB-g-PS胶乳可以加入到水泥砂浆里作为水泥改性剂.

PB-g-PS胶乳改性水泥砂浆的微观结构及改性机理

利用氧化还原引发体系,采用半连续乳液接枝共聚的方法合成了聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)接枝共聚胶乳,其中聚丁二烯(PB)与聚苯乙烯(PS)的质量比为70/30,50/50和30/70。在固定流动度为(175±5)mm,在20℃、相对湿度(RH)为90%的标准养护箱中养护24 h后脱模,且在两种养护条件下(在20℃水中养护6 d,然后在20℃,RH为65%的空气中养护21 d的混合养护或在20℃水中养护27 d)。利用SEM考察了聚合物改性水泥砂浆(PMMs)的微观结构,微观结构分析表明:由于没有聚合物,未改性砂浆各组分彼此松散的结合在一起,相比之下,改性砂浆的结构更为致密,聚合物与水泥水化物形成了一个整体结构;在PMMs观察到了聚合物粒子的形态、不同的聚合物膜形态、不同的粒子结构、桥接结构、互穿网络结构、孔洞结构以及界面结构。综合上述微观结构得到了新的聚合物改性机理。

硅灰和偶联剂对PB-g-PS胶乳改性水泥砂浆的性能影响

质量比为50/50的聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)胶乳用于改性水泥砂浆。考察了硅灰和偶联剂含量对胶乳改性水泥砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及吸水量的影响。研究表明:改性砂浆的流动度随偶联剂含量的增加而增加,随硅灰的含量增加而降低;适量偶联剂和硅灰能降低改性砂浆的毛细孔吸水量;胶乳的加入使抗压强度降低,部分改性砂浆的抗折强度有所提高,偶联剂和硅灰的加入极大地改善了砂浆的力学性能,改性砂浆的抗压、抗折强度最大值分别为31.25、8.18 MPa。利用SEM观察了改性砂浆的结构,改性砂浆结构更加致密,界面结构得到改善,并观察到了带状和树枝状的聚合物膜结构。综上所述,硅灰、偶联剂和胶乳三者可以复合改性水泥砂浆。

硅灰对PB-g-PS胶乳改性水泥砂浆的性能影响

质量比为50/50的聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)胶乳用于改性水泥砂浆。考察了硅灰含量和聚灰比对改性水泥砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及吸水量的影响。研究表明:改性砂浆的流动度随硅灰含量的增加而降低,随聚灰比增加而增加;适量的硅灰能降低改性砂浆的毛细孔吸水量,而随聚灰比的增加,改性砂浆的毛细孔吸水量降低;胶乳的加入使抗压强度降低,部分改性砂浆的抗折强度有所提高,硅灰的加入极大地改善了砂浆的力学性能,改性砂浆的抗压、抗折强度最大值分别为34.97、6.86 MPa。利用SEM观察了改性砂浆的结构,改性砂浆结构更加致密,界面结构得到改善,并观察到了带状的聚合物膜结构和六角形的片状的氢氧化钙晶体结构。综上所述,硅灰和胶乳二者可以复合改性水泥砂浆。

聚丁二烯接枝聚苯乙烯胶乳改性水泥砂浆的性能及微观结构

采用3种不同核壳比(聚丁二烯与聚苯乙烯的质量比为70/30,50/50和30/70)的聚丁二烯接枝聚苯乙烯胶乳改性水泥砂浆,考察了聚灰比(聚合物与水泥质量比)和核壳比对改性水泥砂浆流动度、抗压强度、抗折强度及吸水速率的影响,并通过扫描电子显微镜表征了改性水泥砂浆及其乳胶膜的微观结构。结果表明,在相同核壳比下,随聚灰比的增加,改性水泥砂浆的流动度呈增大趋势,抗压强度和抗折强度均呈现先降低后增加,然后又下降的趋势;在相同聚灰比下,改性水泥砂浆的流动度随核壳比的增加而减小,核壳比为70/30的胶乳改性水泥砂浆的抗压强度最低,吸水速率最高,而核壳比为50/50的胶乳改性水泥砂浆的抗折强度最高,吸水速率最低;胶乳改性水泥砂浆的结构更加致密,孔洞被氢氧化钙晶体和乳胶膜封闭,水泥水化物和乳胶膜完全结合形成互穿网络结构。