丙烯酸盐改性水泥砂浆性能研究

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1、大学生研究训练（SRT）计划项目结题作品丙烯酸盐改性水泥砂浆性能的研究页脚摘要基础设施的建设离不开无机材料工业的发展和支撑，水泥作为基础建设不可缺少的大宗材料，尤其在水利、交通、工业设施、民用建筑等重大工程项目中，占有重要地位。然而全球存在着广泛的腐蚀环境，如海洋环境、盐碱地、工业污染等，水泥作为建筑材料时，由于本身结构不致密，有很多毛细孔通道，腐蚀环境中具有腐蚀性的物质很容易侵入，与水泥组分发生物理化学变化，导致水泥材料耐久性下降，造成基础设施腐蚀破坏。目前，国内外提高抗腐蚀性能，主要通过改善水泥组成和孔结构入手，实施方法主要围绕以下两个方面：第一，在水泥石外层涂抹防腐剂，隔离环境腐蚀因素

2、；第二，向水泥中掺加与水泥配伍性良好其他材料，通过实验，设计出抗腐蚀性能较好的复合材料。就目前而言，第二种方法是最普遍、最可行的方法。丙烯酸盐与水泥的结合性和相容性好，且易成膜，由实验验证丙烯酸盐水泥浆液具有防渗透、流变性好、粘结强度高、毒性低方面等优势。此外，把它添加到水泥浆，砂浆或混凝土中，还可以改善水泥固化体的强韧性、防水性、耐化学药品和耐油性等性能。因此，对丙烯酸盐改性水泥砂浆性能的研究具有非常重要的意义。现阶段，丙烯酸盐已经广泛应用于灌浆料，并取得了很好的效果，但是直接加入到水泥中研究的相对较少。国内外对聚合物水泥研究的也较多，大部分都是直接加入聚合物乳液来对水泥改性，对于加入聚合

3、物单体对水泥改性没有相关的报道。本研究课题就是向水泥引入丙烯酸盐单体，在各助剂（引发剂、促进剂和交联剂）的作用下促进丙烯酸盐在水泥水化过程中一定程度后发生聚合，通过聚合物填充孔隙，改善水泥石孔结构，从而提高水泥的抗蚀性能，并由于聚合物与水泥的化学结合强化基体，改善力学性能强度。本文在前期实验的基础上，首先研究了促进剂对水泥性能的影响，通过水泥净浆强度和抗硫酸盐侵蚀性能的测试，确定最佳的促进剂掺量。其次在最优助剂方案下，研究丙烯酸钙掺量对水泥标准稠度需水量，凝结时间，水泥净浆强度，抗硫酸盐侵蚀性和砂浆性能的影响，得出丙烯酸钙对水泥性能的影响规律，并通过水化热、XRD和SEM等手段研究丙烯酸钙对

4、水泥水化进程和水化产物形貌的影响；通过孔结构测试研究丙烯酸钙改性水泥抗侵蚀性的机理。关键词：丙烯酸钙；硅酸盐水泥；抗压强度；抗蚀性能；页脚目录摘要II1前言11.1选题背景11.2聚合物改性水泥的发展现状11.2.1聚合物改性水泥的发展11.2.2聚合物水泥的改性机制31.3丙烯酸盐改性水泥的发展、特点及机理31.3.1丙烯酸盐改性水泥的发展31.3.2丙烯酸盐改性水泥的特点41.3.3丙烯酸盐改性水泥的机理41.4本课题研究的内容和目标41.4.1研究目标41.4.2研究内容51.4.3拟解决关键问题51.4.4课题创新之处52实验部分62.1实验原料与仪器62.1.1实验原料62.1.2

5、实验设备62.2实验方案92.3实验方法102.3.1丙烯酸钙的制备102.3.2净浆试样的成型102.3.3标准稠度需水量的测定112.3.4凝结时间的测定122.3.5抗压强度的测定122.3.6抗硫酸盐腐蚀测定133实验结果及讨论14页脚3.1丙烯酸钙的聚合情况分析143.2促进剂掺量对水泥性能的影响143.2.1促进剂掺量对水泥强度的影响153.2.2促进剂掺量对水泥抗蚀性的影响163.3丙烯酸钙掺量对水泥性能的影响规律173.3.1丙烯酸钙对水泥标准稠度需水量和凝结时间的影响183.3.2丙烯酸钙掺量对水泥强度的影响193.3.3丙烯酸钙掺量对水泥抗蚀性的影响203.4丙烯酸钙掺量

6、对水泥砂浆性能的影响214机理分析234.1丙酸钙改性水泥的水化热分析234.2XRD分析丙烯酸钙对不同龄期各矿物组分水化的影响244.3扫描电镜分析274.3.1扫描电镜对比分析加入丙烯酸钙试剂后试样腐蚀程度274.3.2扫描电镜分析1d、3d、7d、28d试样结构274.4丙烯酸钙改性水泥孔结构分析315结论33参考文献34主要参考文献出处：34页脚1前言1.1选题背景水泥是传统的用途最广的结构材料,它有许多优点如较高的抗压强度、较好的耐久性、较强的适应性及经济性等,但也有一些自身难以克服的缺陷，如抗拉及抗折强度较低、脆性大、凝结硬化较慢等[1]，尤其是水泥作为建筑材料时，由于本身结构不

7、致密，有很多毛细孔通道，腐蚀环境中具有腐蚀性的物质很容易侵入，与水泥组分发生物理化学变化，导致水泥材料耐久性下降，造成基础设施腐蚀破坏，即造成建筑工程的失效。建筑工程的结构和功能失效不仅影响建筑工程的结构和功能失效，而且影响了人们的正常使用,而且造成了巨大的经济损失。工业发达国家建设的总投资用于建筑物的维修与加固的大于40%,而用于新建筑的建设的只有不足60%。所以对水泥抗腐蚀的方法的研究是迫切的[2]。聚合