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.

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．

丁苯乳液改性水泥混凝土弯曲性能研究

研究了丁苯乳液掺量对混凝土压折比、最大弯曲荷载挠度、弯曲韧性系数等弯曲性能的影响以及相互之间的关系。结果显示乳液掺量由0提高至60%时,混凝土的抗弯拉强度与弯曲韧性系数呈现先提高后降低的现象;当乳液掺量为17%时,混凝土的抗弯拉强度达到最大值7.54 MPa,而当乳液掺量为19%时,混凝土的弯曲韧性系数达到2.029;混凝土最大弯曲荷载对应挠度值随乳液掺量的增加则大致呈现线性增大的变化趋势;而压折比呈现先降低后升高的变化规律,在丁苯乳液掺量为19%时达到最小值。弯曲荷载-挠度曲线特征显示改性后混凝土弯曲变形能力随乳液掺量的增加而逐渐增强,综合考虑聚合物乳液的成本,建议丁苯乳液的最佳掺量为13%～15%。经过数据归纳分析,当乳液掺量≤21%时,压折比、最大荷载挠度随弯曲韧性系数的提高而分别呈指数降低、线性增加。

聚合物乳液与纤维对水泥砂浆物理性能的影响

研究了两种乳液和两种纤维单独掺加与复合掺加对硫铝酸盐水泥强度、柔韧性、黏结性、孔隙率、水化进程等性能的影响,并通过SEM、XRD等微观手段初步分析其改性机理。实验表明:乳液与纤维的掺加均能提高水泥砂浆的抗折强度,增强砂浆的柔韧性。而乳液还有助于提高水泥砂浆黏结抗折强度,降低砂浆孔隙率,延缓浆体水化进程,而前期湿养后期干养的养护制度可以进一步增强乳液改性水泥砂浆的性能。另外,乳液与纤维复合掺加的效果要好于其各自掺加的效果,复合掺加的最佳配比为:丙烯酸乳液(ACE)12%+聚乙烯醇纤维(PVA)1.6kg/m3。

SBR乳液改性水泥砂浆断裂性能

通过对带有切口的砂浆试样进行三点弯曲试验测试,得到了掺量为0—18%的SBR(styrene-butadiene rubber,简称SBR)乳液改性水泥砂浆荷载-变形曲线及相应裂缝嘴张开位移(CMOD),并通过理论计算得到了不同掺量下改性水泥砂浆的有效裂纹长度(aeff)、临界应力强度因子(KsIC)及裂纹尖端张开位移(CTOD)等断裂特征参数。结果表明:SBR乳液改性水泥砂浆的临界荷载、相应变形及裂缝嘴张开位移随着乳液掺量的增加而增大,临界荷载随乳液掺量的增加仅增加13.4%,而变形及裂缝嘴张开位移则分别增加了68.4%和64.5%;裂缝嘴张开位移、有效裂纹扩展长度、临界应力强度因子及裂纹尖端张开位移等则随着乳液掺量的增加呈指数增加;采用裂纹尖端张开位移较裂缝嘴张开位移更能体现出SBR乳液对砂浆作用效果的差异性。

丙烯酸酯共聚乳液水泥改性剂

丙烯酸酯共聚乳液（简称丙乳）水泥改性剂是一种高分子聚合物的水分散体，加入水泥砂浆中后形成的聚合物水泥砂浆具有优异的粘结、防渗、防水、防腐、抗裂、抗冻、抗氯离子渗透等性能，和普通砂浆相比，与钢板的粘结强度提高4倍以上，其弹性模量、热膨胀系数与基底混凝土非常接近，

高瓦斯工作面地质构造异常区超前预注浆加固研究

为了解决F_(j145)断层对回采的影响,采用地质力学测试分析了地质异常区的应力状态,采用数值软件FLAC^(3D)初步分析了断层的成因、应力演化规律及影响范围。决定采用深孔高压注浆进行处理,注浆压力25 MPa,开发了水泥改性液,水泥浆和煤体黏结强度达到1.2 MPa。通过改进注浆钻孔方式,解决了瓦斯、浆液凝固慢、糊孔、转进速度慢等问题,并采用地质雷达检验了注浆效果。结果表明:通过超前深孔预注浆,断层影响区恢复完整,保证了工作面正常生产。

高瓦斯孤岛工作面收尾两巷预注浆加固研究

为了解决孤岛工作面破碎对工作面收尾的影响,采用地质力学方法测试分析了孤岛工作面的地应力分布特征,采用数值模拟软件FLAC^3D分析了孤岛工作面矿压显现特征、超前支承压力分布特征等。决定采用深孔高压注浆对N1-3孤岛工作面停采线附近煤体进行预注浆处理,注浆压力25-30 MPa。开发的水泥改性液可使水泥浆和煤体黏结强度达到1.2 MPa;采用造壁成孔对原有瓦斯抽放孔进行了利用,工作面收尾仅用11 d,通过停采线附近煤体的现场验证。结果表明：通过两巷超前预注浆,煤体恢复完整,保证了工作面的正常收尾。