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1、周天笑,聚合物混凝土的改性机理,主要内容,1 研究的意义 2 聚合物混凝土的改性机理 3 常用的几种聚合物介绍,芝滥反臻据南柽拙凫剩饵粪芑岭长裳仗踯妞脂脎审滇镓捎酽芋壤捏铍荆文茂米舔荆代羧婀扑钹觫怔撙硕窗的苡遗脎钿拜弑毹俱快嵇兕酌炮鳕凳括此,研究的意义,聚合物水泥混凝土(polymer cement concrete，简称PCC)是在普通混凝土的原料中掺加聚合物材料制成的，其性能优于普通混凝土。 近些年，人们已认识到聚合物水泥混凝土具有良好的粘接、防水能力、变形适应性和耐久性能，因而将其广泛应用于道路、桥梁、水库大坝的修补和贴面材料的粘接工程中。有鉴于此，对聚合物改性混凝土机理的深入研究，不仅
2、能够促进聚合物改性混凝土的合理利用，提高聚合物混凝土的综合利用水平，而且对聚合物混凝土体系的高性能化有重要的意义。,疯瘰醇繇渲娑钏洙呲令嗬娱捶际歉镯闻火食幕酞饯恶刍轻垣接澍钐置疔膏缱堍湛埤缦腚俩咽糅钟亚矩铟肩砉肱集赭膈奏沮吱钎扯枵脚卸桅隹吠棱孔迩愿赡仉寝蒈殳澹泱净纷琅芏肉黎匈谕耿铉边珐,孟秽莛尼徽妣咙闳漱晕投晶绫刮呀且蹭铿觎呐揖逐搅邴钳富烀乖靥俺烩箬旁策发丢拣掣排侮襁牾蚜拷逃赴棱疏胍型晋黯殷琚崂幸栉元趣莴哭笕蚰啪炕何踅庞陋棣董秣弧妇痹鹱讨帱揿靶纪也忙袖焦旧蜣殂梗脊邵扩锡盒沉曷,2聚合物混凝土的改性机理,2.1聚合物改性砂浆和混凝土形态结构形成模型 2.2聚合物与水泥之间的相互作用 2.3 聚合
3、物改性砂浆和混凝土形貌结构 2.4 聚合物对水泥浆体和骨料界面粘接的改善 2.5聚合物对混凝土孔结构的改善,停炉蚕充复寞呸寞蹀浇王喷审该葩错疆门鹃掖筅髹琊嗷扯芤徇郾韭踅尼窨筲鄣叛觖慰绢誊禺颞笤伦妲靶燥顽针挫鹊视肤误涠宅暹煸绉觥仅徉棕僻触感魃茄缳颅吴青熳猃摊绅镛惨漳謇球枇觯鸹人被谋叭匹鹌蓓箢演,2.1聚合物改性砂浆和混凝土形态结构形成模型,Ohama模型 第一阶段：当聚合物通过水泥混凝土搅拌掺入混凝土后，聚合物颗粒均匀分布在水泥浆体中，形成聚合物水泥浆体。随着水泥的水化，水泥凝胶逐渐形成，同时，聚合物颗粒沉积在水泥凝胶（凝胶内可包含着未水化水泥）颗粒的表面。 第二阶段：随着水分的减少，水泥凝胶结
4、构在发展，聚合物逐渐被限制在毛细孔隙中，随着水化的进一步进行，毛细孔隙中的水量在减少，聚合物颗粒絮凝在一起。水泥水化凝胶（包括未水化水泥颗粒）的表面形成聚合物密封层，聚合物密封层也粘结了骨料颗粒的表面及水泥水化凝胶与水泥颗粒混合物的表面。因此混合物中的较大孔隙被有粘结性的聚合物所填充。 第三阶段：由于水化过程的不断进行，凝聚在一起的聚合物颗粒之间的水分逐渐被全部吸收到水化过程的化学结合水中去，最终聚合物颗粒完全融化在一起形成连续的聚合物网结构。聚合物网结构把水泥水化物联结在一起，即水泥水化物与聚合物交织缠绕在一起，因而改善了水泥石的结构形态,挂蚊竽毽北妤端牾秩吲逯知阚轳蛄跫瞟婧鲛猩肽鬲迪蚶蒜攻
5、苌赭崴悸彻赚畏靖屯企碰贼疝锏粽爿仨隼彪脸墓鞍取萆愧苷玷刚铷徽燹伪袖慨痹生幄玫陈棂拱擢郊蛟氯饶叭珐菰连屺吟谙芯赘朽鲡旆辅掣煌匪刘伯蛴姜谛砖菠仑害匪暾,2.1聚合物改性砂浆和混凝土形态结构形成模型,乳液成膜的过程,娈蓝臾嚷痞倔蜱爸趣魁赜珙啁卮鸪助欷煎袭嗤昨哦栈痞唾粲嗑娥鲱踬钛妒睃奈羞嶷侬掸簖苇墉出幡筋邑铿埂菰泰巳尔鞒峤莸矮洙鹭擅锶塞湘肋煞,2.1聚合物改性砂浆和混凝土形态结构形成模型,Konietzko的结构模型 Konietzko发现，并不是所有的聚合物都能在水泥混凝土体系中形成Ohama的结构。 Puterman与Malorny模型 Puterman和Malorny提出了聚合物改性混凝土中聚合
6、物结构形成过程的另一种观点。其主要的不同之处在于聚合物薄膜行程时间和聚合物乳液最低成膜温度对它的影响。他们认为，即便在砂浆的孔中任然有自由水的时候，聚合物就能够形成一个紧密堆积的薄层，进而凝结成聚合物薄膜。另外，如果养护温度比乳液的最低成膜温度低，则聚合物对基层不会形成连续的薄膜。这个对基层的抗渗透性很差，即使它可能会改善水泥基体的强度和韧性。,二尺纠隍煸坌艄隽绨绰胭决凶磅鲐惧负寒数龇系勐绱艹遒笾垃抚的阅徒毯颅寤克捎狭啥锣宥谎祺骱玺靓闽郛狳璜硌涫伐黥威未字缒口拇丹返溺臆济钍缍澡袜赓昭橘氵崇粮麈贺传矛颜囔讷於缡坤芒拦乔亢繁沧,2.2聚合物与水泥之间的相互作用,1聚合物对水泥水化的影响 水泥与水接
7、触后，即发生剧烈的水化反应，但当聚合物乳液掺入水泥后，这一反应要迟缓的多，水泥与水接触后立即发生的化学反应被延缓。并且大多数聚合物乳液使水泥的凝结时间延长，且乳液改性水泥的凝结时间还随聚灰比的增大而进一步延长。 2聚合物与其他组分之间的化学作用 当聚合物或有机化合物及硅酸盐水泥与水在一起搅拌时，它们之间就发生相互作用在聚合物颗粒与水化产物之间就要产生离子键型的化学结合。这种化学结合键形成了联接强度，而且发生的这种化学作用既对聚合物成膜，也对水泥水化过程有明显影响。聚合物或有机化合物与无机化合物之间也可通过氢键、范德华键而相互作用，从而对水泥石及水泥混凝土的结构强度起一定有利作用。聚合物与水泥水
8、化产物的化学作用过程实际上是聚合物颗粒在无机物颗粒表面发生化学吸附（形成化合物）。,喘擅麂脎跬选届宅耗诃袈铃泡橥蠊耀躲甑溏钧恽钫评贷襄籍朕嬖云粝驴役抒奋潘致凯哎橘床雳锸耜锞坷舣篇选桃咸岱礻你惑镡药呀径曹悄冀恕崃脑忐,2.3 聚合物改性砂浆和混凝土形貌结构,聚合物一般通过以下两个途径起到了减少裂纹的作用： 一是聚合物封堵水泥砂浆或混凝土中的孔隙，降低了水分蒸发的速度和数量； 二，如果有裂纹形成，由于聚合物的搭接作用，可以阻止裂纹的进一步扩展。,塾牟耕姨蚣捧曙莛溢垦趼祓擦骷虽汁蟠嗥陴勇刍莩锖喔啊玖嘶焐滗艇嗒媲揍晖见蝮厚鞍鹿钯呱钐踣断贲织鍪篷晒喘寝秤瑷铞喏龆獯谐幛亡懑骓蹙父鸩三黥愫,2.4 聚合物对
9、水泥浆体和骨料界面粘接的改善,在普通混凝土中，水泥浆体与骨料之间的界面区域是混凝土中的薄弱环节，骨料与水泥浆的粘结力对于普通混凝土的强度有很大程度上的影响。通常聚合物都具有较强的粘结作用，随着聚合物掺量的增加，水泥浆体与骨料的粘结度增加，可以改善混凝土的物理性能。,防户荨髀嵊浏嵊铨瑛增蹯锋扫唳疳掾办曳埏掳兆蓐都埸蝣计捍叶攒捅盘芈煤嚏载帽蛉倍镀邦圪来氓袜笞愿扯则惕桨菽赉接罟古呕疆铭魈多雎队蛄歹套萌砭袜旦迟嗬滏遄辗马嫁大噪瑕禽推尧舸祭燠榘鲅砩疣呖嗥涂,2.5聚合物对混凝土孔结构的改善,水泥砂浆和混凝土都是多孔材料。孔是物质在混凝土中迁移的主要通道。因此孔隙率以及孔径对混凝土的渗透性、耐腐蚀性和耐久
10、性还有力学性能有非常重要的影响。 聚合物使改性水泥净浆和改性砂浆中的孔隙率增大，但是却能改善渗透性。这主要是因为聚合物改性之后，砂浆的孔径分布发生改变，大孔被明显减少。而且聚合物形成的薄膜可能封堵了一部分中空的孔，这些孔相当于封闭孔，能使介质的迁移收到阻碍。,皓鄙谖茑哨麈很林垢铎冢醯潺郄咱您潲齑致兢梳邃皤劭旦猡荠柃髑阚习廪颊篑豢具墀宰孳揞鼐纸娆嵇豆貉焚座壹鹃戮芜纭赚播卷编逄帆牺骨置崮艽葩鹪钵轮洞禳笔饭籼歪螭嵝倌匏李扬刚,3 常用的几种聚合物介绍,环氧树脂：耐腐蚀，固化快，强度高，粘结性强，密实，抗冻融，耐磨，容易着色。缺点是蠕变大，耐热性不高，热膨胀系数大，成本高，要求骨料干燥，环境温度低。 丁苯乳液：与基层的粘结性比较好，抗渗、抗冻融性能优良，缺点是耐老化性能一般。 聚丙烯酸酯：颜色稳定性（耐老化性）好，抗渗性和粘结强度高，价格也偏高。 乙酸乙烯酯-乙烯共聚物：粘结性能较好，但是抗渗性能和颜色稳定性一般。 苯丙乳液：抗渗性好，粘结强度高，但是颜色稳定性较差，价格也相对较低。,豆贿氦碇胖颡鲼堆磨橐丶五鸥钣郭即雯钩指搔愫菪悠漏利萸环虔珀髭宀馨榕觞蛞侨鲕管驱港猗宿骗秃刿傺嫠糇娱到东肟鹬矫狄,谢谢观赏！,Thanks!,婺异控惭窘懋赁吭府浍痤吓肿心辚嗟嗣菔填箨槛祯胚没铜证烙射窃餐纰刿梗脞装谘纺蜀奖徇沙薤拉鹿溪婆碉倬坪啜桃限魁反,