超吸水性聚合物

许多品牌的婴儿尿布、成人尿不湿和卫生巾正席卷世界各地市场。这些产品的广泛使用引起人们对产品生产过程和工作机理的关注。使这些产品产生神奇作用的材料为超吸水性聚合物,或称SAP。详细介绍了SAP的一些性能、用途及其合成,并概述了它对环境的影响。

SAP对高性能工程水泥基复合材料性能的影响

高收缩率是限制高性能工程水泥基复合材料(HP-ECC)大规模工程应用的瓶颈之一。本文通过引入超吸水性聚合物(SAP)来缓解HP-ECC的收缩,研究了不同掺量的SAP对HP-ECC抗压强度、抗折强度、拉伸性能、自收缩和干燥收缩性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)研究了SAP对HP-ECC拉伸后纤维表面形貌变化的影响。结果表明,HP-ECC中掺入SAP后的抗压强度和抗折强度降低,自收缩和干燥收缩得到缓解,且自收缩和干燥收缩随SAP掺量的增加而降低。此外,HP-ECC的拉伸强度降低,拉伸延伸率提高。SAP的引入降低了基体的断裂韧度,使基体更容易形成微裂缝,从而改善了HP-ECC的应变硬化行为和多缝开裂现象。随着SAP掺量的增加,纤维从基体中拔出时的表面形貌越来越光滑,纤维-基体界面黏结性能降低。

混杂纤维增强内养生水泥混凝土力学、收缩及断裂性能研究

为明确玄武岩-聚丙烯混杂纤维与超吸水性聚合物(super-absorbent polymer,SAP)内养生剂对水泥混凝土性能的协同增强效果,借助抗压强度试验、弯曲试验、干燥收缩试验及平板塑性开裂试验,研究了混杂纤维掺量对SAP内养生水泥混凝土力学性能、断裂性能及收缩、抗裂性能的影响规律。基于扫描电镜试验,揭示了混杂纤维和SAP对水泥混凝土的增韧阻裂机理。结果表明:混杂纤维的掺入可有效提升水泥混凝土抗压强度和抗弯拉强度;混杂纤维-SAP改性水泥混凝土的断裂能相比SAP改性混凝土提高了105.95%,单位面积总开裂面积降低了73.7%;混合纤维与SAP的加入显著降低了水泥混凝土的收缩率,同时减少了混凝土收缩稳定所需时间;SAP所释放的内养生水分有效促进了胶凝材料的水化反应,而同时混杂纤维可对基体起到增韧作用,二者的有效结合对于增强水泥混凝土的力学性能和抗裂性能具有积极意义。

基于综合性能的自养护桥面水泥基材料灰靶决策

针对超吸水性聚合物(SAP)自养护桥面水泥基材料的设计参数选择问题,制备2种水灰比、3种SAP粒径、3种SAP掺量的自养护水泥砂浆,对其抗折强度、抗压强度及收缩性能进行了深入分析。基于椭球型灰靶决策方法及性能试验结果,对SAP粒径及掺量范围进行决策优选。结果表明:SAP的加入能够使砂浆抗折强度的发展呈均匀阶梯式增长趋势,在一定程度上控制水泥水化进程,对于抑制早期收缩微裂纹具有重要作用;水灰比为0.37时,Sap-40及Sap-100砂浆在最佳掺量下的早期收缩率基本为0,在粒径和掺量合理的范围内,SAP能够在极高程度上抑制水泥基材料的早期收缩;水灰比为0.37时,SAP的最佳适用掺量范围为0.145%~0.187%;水灰比为0.31时,SAP的最佳适用掺量范围为0.155%~0.2%。

SAP内养护路面混凝土收缩特性及湿度翘曲应力研究

早期开裂是影响水泥混凝土路面使用性能的重要因素,采用超吸水性聚合物(Super Absorbent Polymer,SAP)对其进行内养护,可缓解水泥混凝土原始损伤,延长路面使用寿命。基于位移-湿度一体化测试装置及Pickett模型,探索了SAP内养护路面混凝土中心、角隅处的收缩特性,研究了路面板湿度梯度变化规律,分析了SAP内养护对其湿度翘曲应力的影响。结果表明:掺入SAP内养护剂后,水泥混凝土路面板中心处和角隅处的收缩变形均显著下降,角隅处减缩率高达20.61%;28d龄期时内养护水泥混凝土板上、中、下层的相对湿度相较基准组可有效提升6.43%、2.23%和0.3%,能够有效减小各层位之间的湿度梯度;SAP内养护技术对于抑制水泥混凝土路面的湿度翘曲应力、增强耐久性具有积极作用。