聚合物对水泥抗压强度的影响

李德倩

辽宁省住房和城乡建设厅辽宁沈阳110001

摘要：为研究聚合物对水泥胶砂强度的影响，测试了在不同的胶粉、聚乙烯醇以及水性环氧树脂乳液产量下的对水泥不同龄期的强度，分析并解释了聚合物对水泥胶砂强度的影响规律。

关键词：水泥；聚合物；抗压强度

聚合物能够降低水泥混凝土或水泥砂浆的用水量，降低了其水胶比，导致了水泥基材料内部结构发生了变化，改变其内部的孔结构，增强了骨料与水泥浆体之间的粘接效果，并大大减少硬化水泥浆体中裂纹的产生和扩散，提高其抗裂性能。聚合物的引入使得水泥基材料力学性能和内部结构均得到一定的改善。

一、原材料及测试方法

1.1原材料

水泥为冀东水泥股份有限公司生产的普通硅酸盐水泥PO42.5，再分散胶粉为德国瓦克5010N型；聚乙烯醇，2488型，为白色固体粉末；水性环氧树脂为环氧树脂乳液k-051与水性固化剂k-17复配而成。

1.2测试方法

参照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》制备试样。抗压和抗折强度试验仪器采用DKZ-600自动数控力学测试机。

二、测试结果与分析

2.1、胶粉对水泥强度的影响

胶粉对水泥砂浆强度的影响如图1所示，由图可见，胶粉的引入降低了水泥砂浆的抗压强度。砂浆中引入的胶粉，与砂浆拌合用水形成分散乳液，随着水份的消耗，部分胶粉形成具有良好的粘结性与柔韧性的聚合物薄膜，这类薄膜附着在水泥颗粒表面，填充于水泥砂浆内部孔隙中，增强了材料的内聚力与粘结力，提高了材料的弹性模量和塑性。

2.2、聚乙烯醇对水泥强度的影响

聚乙烯醇对水泥砂浆强度的影响如图2所示，由图可见，聚乙烯醇的引入，不同程度的降低了砂浆的抗压强度，其早期抗压强度随着聚乙烯醇掺量增加而降低，后期强度随掺量增大而增高。

聚乙烯醇的引入，降低了砂浆抗压强度，其原因是聚乙烯醇水解过程中释放出带有正电荷R＋基团，其与水泥水化物H2SiO42－相结合，同时与Ca2＋及其水化产物交织一起，生成一层有机-无机薄膜。这类薄膜众横交错嵌插与水泥、集料体系中，在适当的掺量下，可以将集料紧密胶结一起，并填充于孔隙中，使其结构更加致密，硬化水泥体系更加密实，在一定程度上提高其机械强度。虽然这类薄膜虽然本身强度很低，但是其弹性极佳，延伸性较好，当水泥体系中产生微裂纹时，其可以很好的阻断裂纹的延伸，吸收形变能力。

2.3、水性环氧树脂乳液对水泥强度的影响

水性环氧树脂乳液对水泥砂浆强度的影响如图3所示。由图3可见，水性环氧树脂乳液引入，不同程度的提高了砂浆的强度。水性环氧树脂的引入，较大的提升了水泥砂浆的早期强度。将水性环氧树脂乳液加入到砂浆后，在一定程度上阻止了乳液改性砂浆中水份的散失，并填充了部分砂浆内部的孔隙，改善了水泥石内部的微观结构。但是当乳液掺量过多时，其改性效果的降低。

三、结论

聚合物胶粉和聚乙烯醇的引入均降低了水泥砂浆的抗压强度。两种改性聚合物掺量分别为1.5%和1%，28d抗折强度提升效果最好。两种聚合物掺量为2%和1%，其抗压强度损失最大。水性环氧树脂的引入对水泥砂浆早期强度提升效果明显，抗压强度随着水性环氧树脂乳液掺量的增加而减小。

参考文献：

[1]任秀全.聚合物改性水泥基复合材料及其在建筑中的应用.天津大学硕士学位论文.天津大学.2007,08.

[2]王海永,修湖,高登攀.聚合物改性混凝土的现状与展望[J].水泥与混凝土,2006,2:31-34.

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