超吸水聚合物对碱激发泡沫混凝土性能的影响

【目的】研究超吸水聚合物(super‐absorbent polymer,SAP)对提升以矿渣和再生微粉为主要材料的碱激发泡沫混凝土性能的影响。【方法】调节SAP预吸NaOH溶液的质量分数和SAP掺量(质量分数,下同),考察其对碱激发泡沫混凝土的流动性、吸水率、凝结时间、导热系数、孔隙结构及强度的影响;借助扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱分析,从微观角度揭示SAP对泡沫混凝土性能影响机制。【结果】随着SAP掺量的增加,碱激发泡沫混凝土的流动度、凝结时间和导热系数呈下降趋势,但吸水率增大。SAP的掺入会导致碱激发泡沫混凝土孔隙率增大和孔隙分布的改变,掺入预吸水和预吸质量分数为0.4%的NaOH溶液的SAP后,增大了碱激发泡沫混凝土中孔隙直径大于550μm的孔隙比例;掺入预吸质量分数为0.9%的NaOH溶液的SAP后,则增大了碱激发泡沫混凝土中孔隙直径小于250μm的孔隙比例。适量的掺入SAP可以显著改善碱激发泡沫混凝土的抗压、抗折强度,当SAP预吸质量分数为0.4%的NaOH溶液且掺量为0.10%时,碱激发泡沫混凝土的抗压、抗折强度最高。【结论】SAP预吸NaOH溶液处理后,可以明显改善碱激发泡沫混凝土的工作性能、孔隙结构和力学性能。

聚合物改性水泥混凝土路面设计

聚合物改性水泥混凝土路面具备诸多优势,可解决传统水泥路面裂缝等质量问题。文中提出了一种聚合物改性水泥混凝土路面设计方案,分析了各项材料选用、指标控制、配合比设计,并对0、5%、10%、15%等不同掺量聚合物条件下的改性水泥混凝土路面性能进行了试验检测。结果表明,掺入聚合物的改性水泥混凝土路面在抗压强度、抗滑性能、耐磨性能等方面均强于素混凝土水泥路面。

地聚合物基陶粒泡沫混凝土孔结构调控及性能研究

选用矿渣和粉煤灰为原料,陶粒为轻集料,水玻璃为碱激发剂,采用物理发泡法,通过碱激发方式制备地聚合物基陶粒泡沫混凝土(GCFC),研究泡沫掺量、陶粒掺量及陶粒等级对GCFC性能的影响,探究了GCFC孔结构的变化趋势。结果表明:当陶粒掺量为30%、陶粒等级500 kg/m3时,随着泡沫掺量增加,当泡沫掺量1.0倍时,比强度达到峰值10273 N·m/kg,导热系数为0.109 W/(m·K);当泡沫掺量1.2倍、陶粒等级500 kg/m^(3)时,随着陶粒掺量增加,GCFC比强度先增大后减小,掺量为30%时比强度达到峰值9902 N·m/kg,导热系数为0.097 W/(m·K)。当泡沫掺量小于1.2倍,经20次冻融循环后GCFC的质量损失率和冻后强度满足标准要求;GCFC冻后强度与陶粒等级成正比关系。GCFC孔结构的圆度值随泡沫掺量的增加而变大,当泡沫掺量超过1.2倍后,圆度值增加速度加快;当陶粒掺量逐渐增大时,平均圆度值先降低再升高,陶粒掺量为30%时平均圆度值下降至最低为1.42。

玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土的动态力学性能

对玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土(basalt fiber reinforced geopolymer concrete,BFRGC)进行了动态压缩试验,研究了玄武岩纤维掺量(0.1%、0.2%、0.3%)和龄期(3 d、7 d、28 d)对地质聚合物混凝土动态力学性能的影响,分析了玄武岩纤维对地质聚合物混凝土的强韧化效应。此外,对比分析了玄武岩纤维对地质聚合物混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土的增强增韧效果。结果表明:BFRGC的动态抗压强度(f_(cd))和比能量吸收(U)随应变率近似线性增加。随着龄期的增大,BFRGC的f_(cd)和U不断增大,且f_(cd)和U的应变率敏感性不断增强。随着玄武岩纤维掺量的增大,BFRGC的f_(cd)和U先增大后减小,且f_(cd)和U的应变率敏感性也先增强后减弱。玄武岩纤维的最佳掺量为0.2%。玄武岩纤维对地质聚合物混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土均具有增强增韧作用。玄武岩纤维对地质聚合物混凝土的强韧化效果优于普通硅酸盐水泥混凝土。

外加剂对硫氧镁水泥泡沫混凝土性能影响

该文研究磷酸三钠、葡萄糖、有机酸C、有机酸盐D四种外加剂复掺对硫氧镁水泥泡沫混凝土抗压强度和耐水性的影响。并采用XRD、SEM表征硫氧镁水泥泡沫混凝土试样的物相组成和微观结构。结果表明,适当掺量的四种外加剂都能提高硫氧镁水泥泡沫混凝土抗压强度及耐水性,有机酸C对硫氧镁水泥泡沫混凝土抗压强度影响较大,有机酸C掺量为0.6%时,试块28 d抗压强度达到1.91 MPa;磷酸三钠可以有效改善硫氧镁水泥泡沫混凝土耐水性,当磷酸三钠掺量0.6%时,试块软化系数达0.8;复掺外加剂试样强度与耐水性得到提升,其28 d抗压强度达到2.1 MPa,是不掺外加剂试样的1.58倍,其软化系数达0.92。

硬化促进剂对水泥基泡沫混凝土性能影响

为分析硬化促进剂对水泥基泡沫混凝土性能的影响,对加入不同硬化促进剂的水泥基泡沫混凝土进行试验。以水泥质量为基准,分别添加2.0%的氯化钙和0.5%的草酸钙作为硬化促进剂,降低混凝土混合物的收缩变形,增加硬化泡沫混凝土的抗压强度。结果表明,集料稳定性显著提升,泡沫混凝土混合物的塑性收缩降低了47%~65%。在含有硬化促进剂的泡沫混凝土中,28 d龄期D400的抗压强度从0.31 MPa增至0.47 MPa, D600的抗压强度从0.96 MPa增至1.44 MPa,同时密度保持为D400和D600的平均密度。添加硬化促进剂可以有效提升水泥基泡沫混凝土的性能,满足实际工程的要求。

混凝土聚合物水泥防护层冲蚀损伤及评估模型

为探究输调水工程混凝土表面聚合物水泥防护层在经受高速水流作用下冲蚀损伤机制,利用改进的高压水枪冲蚀试验设备研究防护层的冲蚀特性。通过三维扫描提取冲蚀区域的最大长度、最大宽度、最大深度以及体积4种特征参数,分析不同喷射压力、喷射长度、喷射角度和喷射时间下防护层的冲蚀损伤形态、损伤参数演变规律及损伤机制。以防护层冲蚀最大深度为目标值,建立基于Logistic回归函数的防护层蚀变深度预测模型。结果表明:相同工况下,防护层的4种冲蚀损伤特征参数都随喷射压力和冲蚀时间的增加而增加。喷射长度的增加(从喷射长度为0.5 cm增加到6.6 cm)使防护层的冲蚀形态由“沙漏”向“条形”转变,该过程中水力劈裂对防护层与混凝土界面处的破坏效果降低。构建的防护层蚀变深度预测模型具有很好的准确性,可以通过增大喷射长度和喷射角度显著降低防护层的冲蚀损伤程度,这为实际混凝土工程表面防护设计提供了参考依据。

聚合物改性水泥基泡沫混凝土的试验研究

采用化学发泡的方法研究影响泡沫混凝土抗压强度的因素,在水灰比0.53、发泡剂掺量5.0%、搅拌机转速3000r/min、搅拌时间60s时,纯水泥泡沫混凝土性能最优,28d干表观密度为294kg/m3,抗压强度为0.848MPa,导热系数为0.069W/(m·K)。研究掺加VAE乳液对泡沫混凝土的影响,在水灰比0.48、水泥质量0.5%的调凝剂碳酸锂、0.3%稳泡剂、5.0%的发泡剂、料浆温度27℃～29℃、搅拌速度3000r/min、搅拌时间60s、VAE掺量2.4%时,28d干密度为364.3kg/m3,抗压强度为1.58MPa,导热系数为0.072W/(m·K),比同密度下不掺VAE乳液的28d抗压强度增加了41.1%,明显起到了增强作用。通过SEM对泡沫材料进行微观结构分析,泡沫混凝土孔结构变得更加细小均匀,导热系数降低。

混凝土用聚合物改性水泥基涂料的性能研究

为了提升水泥基涂料的性能,以改性混凝土用聚合物水泥基涂料为研究对象,分析聚合物改性水泥基涂料涂覆对混凝土抗渗性能的影响。结果表明,二氧化硅粉末对聚合物改性水泥基涂料的抗拉强度有显著提升;掺加6%二氧化硅的聚合物改性水泥基涂料涂覆混凝土的抗渗性能提升效果最佳。研究结果可为混凝土结构防渗提供参考。

聚合物改性水泥混凝土路面设计研究

聚合物改性水泥混凝土路面具有较好的抗变形能力、耐久性和黏结性等优势,为进一步分析聚合物改性水泥混凝土在路面施工中的应用,通过室内试验对不同聚合物改性水泥混凝土种类、配合比对聚合物改性水泥混凝土路面抗滑性能的影响进行研究。研究结果表明:随着聚胶比的逐渐增大,砂浆试件的抗压强度和抗折强度增大;在粗、中、细3种集料级配中,中粗集料的级配试件抗压强度和抗折强度最佳;集料越粗的集料级配试件抗滑性越好,实际工程中可以选中粗集料。

聚合物多孔水泥混凝土彩色路面施工技术要点分析

以某公路工程为依托,分析聚合物多孔水泥混凝土彩色路面施工技术要点。研究结果表明,在聚合物多孔水泥混凝土彩色路面施工中要优选原材料,做好旧路面处理,规范聚合物多孔水泥混凝土拌制、混凝土运输、界面黏结防水层施工、混凝土摊铺、路面养生、混凝土锯缝以及喷涂彩色表面层施工工艺流程,从而保证路面升级改造效果达到设计要求。

聚合物改性水泥混凝土的耐久性研究

本研究系统研究了聚合物改性水泥混凝土的耐久性,探讨了其在抗渗性、抗冻性、抗碳化性、抗硫酸盐侵蚀性和抗氯离子侵蚀性方面的影响。通过显微结构分析和力学性能测试,验证了聚合物改性对混凝土的改进效果。工程案例和经济性研究表明聚合物改性水泥混凝土具有广泛应用前景,可提高工程质量、延长使用寿命、降低维护成本。本研究为工程建设提供了可靠的解决方案。

水工混凝土裂缝修补用聚合物水泥砂浆耐久性试验研究

为了提升水工混凝土裂缝修补效果,提出在普通水泥砂浆中掺入一定量的丁苯橡胶乳液和丙烯酸酯乳液,配制性能更好的聚合物水泥砂浆修补材料。结果表明:聚合物乳液具备填充效应和疏水性,可以降低水泥砂浆吸水性,提高密实度,同时增强力学性能和耐久性能;单掺丁苯橡胶乳液时的最佳掺量为15%,单掺丙烯酸酯乳液时最佳掺量为10%,复掺两种乳液时的最佳掺量为丁苯橡胶乳液5%+丙烯酸酯乳液5%。

钢纤维和聚合物对混凝土断裂特征的影响及机理分析

为了改善混凝土微观结构特征与断裂韧性采取在混凝土中复掺钢纤维和聚合物乳液,通过三点弯曲断裂试验得到了普通混凝土、钢纤维混凝土、聚合物乳液改性混凝土及钢纤维聚合物混凝土荷载-变形曲线及相应裂纹张开宽度,计算得到了断裂能、临界应力强度因子和裂纹尖端张开位移等断裂特征参数。通过氮吸附试验和压汞试验,得到了混凝土总孔隙体积、总比表面积、中值孔径及平均孔径等微观孔结构特征参数,分析了钢纤维和聚合物乳液对混凝土增强增韧的机理。结果表明:掺入钢纤维后,混凝土压折比从8下降到5.29~6.21,临界荷载及变形分别增加了48.9%~112.3%和10.7%~136.1%,断裂能、临界应力强度因子和裂纹尖端张开位移分别增加了595.4%~1936.4%,96.8%~177.7%,158.3%~233.3%,总孔隙体积、总比表面积和中值孔径分别降低了2.2%~45.9%,8.0%~75.2%,6.7%~43.7%;与钢纤维混凝土相比,复掺聚合物乳液后,混凝土压折比降低到4.85,且聚合物乳液掺量越大,压折比越小,三点弯曲断裂临界荷载及对应的变形增加幅度不明显,断裂能、临界应力强度因子和裂纹尖端张开位移分别增加了24.4%~61.0%,7.9%~54.0%,27.8%~144.4%,混凝土总孔隙体积和总比表面积分别减小了28.1%~43.7%和42.5%~67.7%,复掺聚合物乳液能有效提高钢纤维混凝土断裂性能;混凝土三点弯曲荷载-变形曲线更饱满,下降段更加平缓,且复掺效果优于单掺。

硅烷偶联剂在水泥基材料与地聚合物中的应用进展

硅烷偶联剂(SCA)作为含有不同反应性官能团的有机硅化合物,能有效提高水泥、混凝土与地聚合物的诸多技术性能,改善基体存在的缺陷。系统综述了硅烷偶联剂掺入水泥基材料与地聚合物中对其水化过程、微观结构与主要技术性能等所产生的影响,总结分析硅烷偶联剂与两者之间的作用机理,阐明了硅烷偶联剂在两种材料中的研究前景。综合分析后认为,硅烷偶联剂能提高水泥混凝土、地聚合物与其他材料之间的相容性与协同性,在改善水泥基材料与地聚合物的性能方面也表现出优异的效果,但可能伴随着少量的负面效应。针对硅烷偶联剂水泥基材料与地聚合物的改性结果,采用不同的硅烷类型、使用方式或新技术等以减轻或消除负面效应的产生是每个研究者值得思考的问题。

聚合物改性水泥混凝土路用性能研究

结合室内试验,本文对聚合物丁苯乳液改性水泥混凝土的路用性能进行深入系统的分析研究。研究结果显示,掺入一定量的聚合物丁苯乳液后,水泥混凝土的抗折强度明显提高、弹性模量明显降低、破裂能、柔度系数明显增加,断裂性能从脆性向柔性转变,变形能力增加,干缩性减小,耐磨性增加,水泥混凝土的路用性能得到明显改善,丁苯乳液改性水泥混凝土的性能价格比明显大于普通水泥混凝土。本文的研究成果具有一定的理论价值及良好的应用前景。

新型碾压混凝土与聚合物改性水泥混凝土复合式路面施工关键技术研究

为充分发挥碾压混凝土(RCC)与聚合物改性水泥混凝土(PCC)的性能优势,提出了一种新型RCC-PCC复合式路面结构,从其工程设计要求、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护工艺与经济性能等方面入手,系统地研究了RCC-PCC复合式路面工程应用的关键施工技术,提出了RCC-PCC复合式路面的工程设计要求及其具体施工工艺,在此基础上成功进行了RCC-PCC复合式路面试验路的铺筑,通过试验路工程长期性能检测,RCC-PCC复合式路面的各项路用性能指标满足设计与相关规范要求,验证了RCC-PCC复合式路面显著的性能优势与广阔的应用前景。

地质聚合物泡沫混凝土气孔结构形成机理研究

基于物理发泡方法,制备出孔结构参数和性能不同的预制泡沫,研究其在地质聚合物净浆内部随时间和空间变化的迁移规律,探究了地质聚合物泡沫混凝土(GFC)的气孔结构形成机理,并建立了预制泡沫与GFC试件宏观性能和孔结构参数之间的联系.同时,采用扫描电子显微镜(SEM)观察了不同预制泡沫配合比条件下GFC试件内部孔结构的微观形态.结果表明:孔结构参数和性能不同的预制泡沫在地质聚合物净浆内部会进行有差异的迁移,进而影响GFC试件的成孔过程及相关性能.

聚合物水泥泡沫保温材料的研究

介绍了我国建筑节能的现状,介绍了水泥基泡沫材料的概念与类型,对聚合物水泥泡沫材料的关键组分——聚合物、泡沫剂及多种专用外加剂的制备及其性能进行了研究,设计开发了配套使用的新型发泡机,通过材料配方与制备工艺的优化集成,制备了性能优异的聚合物水泥泡沫保温材料,并通过SEM、XRD等对泡沫材料进行了分析研究。结果表明,聚合物水泥泡沫材料是一种技术性能、经济和社会效益都十分突出的新型节能保温材料,在实现建筑节能的同时,可保证防火安全和使用寿命。

聚合物水泥混凝土的路用性能

聚合物水泥混凝土复合式路面是一种新型的路面结构形式。通过室内试验,研究了聚合物水泥混凝土(PCC)的力学性能、收缩性能以及抗渗、耐磨等性能,并与普通水泥混凝土进行性价比对比,评价了复合式路面的经济性。研究结果表明,随着聚合物掺量的增加,PCC在抗折强度提高的同时刚度降低,断裂性能上升,耐疲劳与抗冲击等动力学性能均有明显改善,抗渗、耐磨、抗腐蚀等性能也有大幅度提高。理论计算表明,PCC复合式路面的寿命明显高于普通水泥路面。