聚合物改性水泥砂浆的性能工作性
耐久性
聚合物改性砂浆的耐久性一般包括抗渗透性、抗侵蚀性、抗冻性等。国外有学者认为绝大部分水泥基材料的耐久性均可归因为水泥基材料的渗透性和尺寸稳定性。通常经过聚合物改性后砂浆的耐久性会有显著提高。试验结果表明,在砂浆中掺入聚合物乳液后,孔隙孔径明显减小,大孔减少。大孔和连通孔被聚合物本身填充或聚合物成膜封闭,因此改性砂浆的吸水率降低,不透水性提高。聚合物的加入使砂浆形成更致密的微观结构,提高了氯离子的渗透阻力因而其具有优良的抗氯离子渗透性。试验表明,与空白水泥砂浆相比,聚灰比为20%的SAE乳液、VAE乳液、SBR乳液及PAE乳液改性砂浆的抗氯离子渗透性分别提高了69%,27%,75%和42%,其中SBR乳液的改善效果更为理想。有学者认为,一层10mm厚的高性能聚合物改性砂浆可以保护钢至少25年不被海水腐蚀。进一步的试验研究表明,在水泥基修补材料中掺入高性能纤维可以有效地抑制氯离子的渗透和防止钢筋锈蚀。通过改变水泥的品种可以使改性砂浆具有特殊的耐盐性能,例如聚合物乳液改性后的硫铝酸盐水泥修补砂浆具有优异的耐硫酸盐腐蚀性能。
聚合物改性水泥砂浆的性能工作性
韧性
聚合物改性砂浆韧性的表征指标有多种,例如压折比、抗冲击性、横向变形等,一般常用的表征指标是压折比,用于路面修补时常用抗冲击性来表征。有研究发现,当韧性较低时改性砂浆的压折比较明显,当韧性较高时其横向变形较明显,而其抗冲击性在任何情况下都较明显。在相同流动度时,聚合物改性水泥砂浆的韧性优于普通水泥砂浆。有研究表明,当聚灰比在一定范围(<10%)时,随着聚灰比的增大,改性砂浆的韧性提高。具有不同性能指标的同种聚合物乳液对砂浆韧性的改善效果也不同[。有研究发现,在改性砂浆中掺入30%~40%的粉煤灰可以显著降低改性砂浆的压折比,提高砂浆的韧性。进一步的研究表明,粉煤灰细度的增大可以减小改性砂浆的压折比,提高其韧性。也可以采用掺入纤维的办法来提高聚合物改性砂浆的韧性。有研究表明,与短聚丙烯纤维相比,长聚丙烯纤维对改性砂浆韧性的改善效果更明显。
聚合物砂浆的配合比(聚灰比、水灰比、灰砂比等)是影响砂浆强度的主要因素。文献研究表明,当聚灰比<7.5%时,SBR的掺入会显著降低砂浆的抗压强度。文献对比了3种不同类型聚合物乳液对自流平砂浆强度的影响,研究发现,3种改性水泥砂浆的抗压强度随着聚合物掺量的增加均有所下降。对此有学者研究认为,纤维素醚的掺入减缓了聚合物对砂浆抗压强度的降低趋势。文献研究发现,水灰比对改性砂浆的抗压抗折强度略有影响。而当水泥砂浆的灰砂比不同时,聚合物乳液对抗压抗折强度的改性效果也不同。
聚合物改性砂浆的工作时间与凝结时间没有直接的关系,主要与施工时表面的干燥条件(温度、湿度、风速等)有关。如果改性砂浆表面干得太快,较早形成“硬皮”,就会影响最后的修整工作。一般来说,聚合物改性砂浆拌合完暴露于空气中后,需要有15~30min的工作时间进行表面刮平等修整工作。
聚合物改性水泥砂浆的性能工作性
塑性开裂
新拌砂浆在凝结硬化前(塑性阶段)由于表面水分快速蒸发容易产生塑性开裂,主要原因是砂浆内部的泌水速度与表面水分的蒸发速度之间存在差别。研究表明,聚合物的掺入限制了砂浆塑性收缩导致的表面和内部微裂缝的产生。有学者认为,聚合物减缓了水泥水化的放热速率,提高了砂浆的抗开裂性能,但收缩变形会增大。对此有学者发现,掺加适量的聚丙烯纤维可以有效抑制改性砂浆的塑性开裂。进一步的研究发现,纤维的种类和长度、聚丙烯纤维的几何形态、不同的搅拌方式、砂子的粒径对改性砂浆的早期失水都有一定的影响。考虑到乳液改性砂浆的收缩变形较大,在现场施工时应特别注意蒸发率**过0.5kg/(m2·h)的情况,施工完后较好对砂浆采取短期的保湿养护措施。
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