哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 第2章 试验材料与试验方法
2.1 试验材料
(1) 水泥
试验采用亚泰集团哈尔滨水泥有限公司生产的天鹅牌PO42.5普通硅酸盐水泥。参数如表2-1所示。
表2-1 天鹅牌PO42.5普通硅酸盐水泥性能参数
主要指标 国家标准 内控指标
≤5.0 ≤1.8
≤3.5 ≤2.8
≤5.0 ≤4.0
≥300 ≥330
≤0.06 ≤0.05
≤0.60 ≤0.55
氧化镁含量（%）
三氧化硫含量（%）
烧失量（%）
比表面积（m2/kg）
氯离子含量（%）
碱含量（%）
(2) 砂
选用标准河砂，并进行筛分，所得结果如表2-2所示。
表2-2 河砂筛分结果
筛孔孔径（mm）
4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 <0.15
因此所用河砂为中砂。
分计筛余（%）
0 5.9 11.0 24.6 40.1 16.3 2.1
累计筛余（%）
0 5.9 16.9 41.5 81.6 97.9 100.0
2.4 细度模数
(3) 粉煤灰
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哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 本次试验选用二级粉煤灰。 (4) 消泡剂
由于环氧树脂乳液具有引气作用，加入水泥砂浆中会产生较多气泡，使其孔隙率增大，强度下降，对各项性能不利。因此，要加入适量消泡剂，降低新拌砂浆的含气量。本次试验采用GX-18型有机硅消泡粉。其技术指标如表2-3所示。
表2-3 GX-18型消泡粉技术指标
颜色 白色粉末固体
密度(g/cm3)
7.2
固含量（%）
≥95
PH值 7-8
(5) 环氧树脂乳液
试验选用了上海绿嘉水性涂料有限公司生产的水性环氧树脂乳液，用其改性水泥砂浆。绿嘉环氧砂浆（混凝土）改性剂由 A、B 两组分组成，与水泥砂浆（混凝土）有良好的匹配性。添加到水泥砂浆中，起到增强、抗渗和抗化学物质腐蚀等作用。环氧乳液及固化剂的技术指标如下表2-4所示。
表2-4 环氧乳液及固化剂的技术指标
指标 外观
密度（g/cm3）（25°C） 固含量（%） 环氧当量 含水量（%） 配比（质量比）
A 组分（型号LJ820A） 乳白色液体 1.06～1.15 50±2 440±5 50
B 组分（型号LJ820B） 黄色透明的粘稠液体 1.02～1.10 48±2 ―― 0
A : B＝1.5 :1
2.2 试验方法
(1) 配合比设计及改性水泥砂浆的制备
试验采用机械搅拌，为减少含气量，将乳液混入水中后搅拌均匀，再与水泥和砂混合。根据以上方法，并参考《聚合物改性水泥砂浆试验规程》中规定的聚合物手工拌和法中的加料顺序，在机械慢搅时，先将水泥和砂在搅拌锅内搅拌均匀，然后将乳液倒入水中搅拌均匀，再掺入水泥砂浆中。
初次试验确定基准水灰比为：水泥：砂：水=596kg：1325kg：298kg。用搅拌
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哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 机搅拌后，流动性过大，难以成型，故调整水灰比为：水泥：砂：水=600kg：1500kg：240kg。搅拌后，性能良好，故确定此配比为基准配合比，环氧树脂乳液等量取代，制备各个配比的试件。由于环氧树脂乳液本身内部含水存在，因此计算水质量时要将环氧树脂含水量去除，具体掺量如表2-5所示。
表2-5 各配比环氧乳液改性砂浆具体掺量
聚灰比 /% 水泥质量 /kg 砂子质量 /kg
环氧树脂固化剂质量 /kg 环氧树脂乳液质量 /kg 水质量 /kg
0 0 240
36 54 195
72 108 150
0
3
6
600 1500
108 162 105
144 216 60
9
12
(2) 试件成型与养护方法
试验参考《聚合物改性水泥砂浆试验规程》选用干湿循环的养护方法，制备40mm×40mm×160mm的试件。 (3) 流动性测试
参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ／T70－2009，测试水泥砂浆稠度，反应其流动性变化。 (4) 凝结时间测定
① 测试标准：
参照测试标准参照《聚合物改性水泥砂浆试验规程》DL/T5126-2001。 ② 主要仪器设备：
凝结时间测定仪、湿养护箱等。 (5) 密度及含气量测定
① 测试标准：
参照测试标准参照《聚合物改性水泥砂浆试验规程》DL/T5126-2001。 ② 主要仪器设备
砂浆容量筒、托盘天平、玻璃平板等。 (6) 抗折、抗压强度测定
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哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） ① 测试标准：
参照测试标准参照《聚合物改性水泥砂浆试验规程》DL/T5126-2001。 ② 主要仪器设备
压力试验机、抗折机试验装置等。 (7) 粘结性能试验
国外学者经过大量试验研究，从粘结面的破坏情况、试验数据的离散性等方面进行比较，得出结论认为采用长方形试件粘结效果好。日本工业标准规定采用长方形试件粘结方法测试混凝土或砂浆粘结抗拉强度，所以本文也采用长方形试件测试改性砂浆的粘结抗拉强度。
实验方法具体操作步骤如下： a. 成型普通砂浆试件并养护至28d。
b. 用切割锯将其锯断，用新砂浆浇筑前在水中浸泡 6 小时，从水中拿出后，擦干表面。
c. 将半块普通砂浆试件放在试模一边，另一半用新拌制的环氧乳液改性水泥砂浆填满。
d. 3d 后拆模，继续养护方法28d，测试抗折强度，以此来表征两种砂浆的粘结性能。 (8) 抗冻性试验
① 测试标准：参照《聚合物改性水泥砂浆试验规程》DL/T5126-2001及《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》GB/T 50082-2009中的“快冻法”。测试其冻融后的强度损失、质量损失及相对动弹模变化。
② 主要仪器设备
快冻试验机，超声波检测仪等。
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哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 第3章 环氧树脂乳液对新拌改性水泥砂浆性能的影响
本次试验确定基准水灰比为：水泥：砂：水=600kg：1500kg：240kg。其中粉煤灰按质量等量取代水泥质量，保证砂浆中胶凝材料质量不变，水灰比、胶砂比不变，方便对比试验。又由于在环氧树脂乳液改性水泥砂浆中起到改性作用的其实只是环氧树脂固化剂，而环氧树脂固化剂中有效固含量仅有50%，另外50%为水，因此在计算环氧树脂固化剂掺量时按有效固含量计算，与之混合使用的环氧树脂乳液按要求应为固化剂质量的1.5倍。
而且由于环氧树脂乳液以及固化剂均含50%的水，为保证水灰比不变，因此计算水掺量时应该将其环氧树脂固化剂与环氧树脂乳液中水含量去除，方为实际加水质量。
按照以上方法制备改性水泥砂浆试件，参照《水泥基灌浆材料》的要求，测定新拌改性水泥砂浆的性能，包括稠度、密度、含气量及凝结时间等。其中单掺环氧树脂乳液的各项性能如表3-1所示。
表3-1 环氧乳液改性水泥砂浆性能
聚灰比 /% 水泥质量 /kg 砂子质量 /kg
环氧树脂固化剂质量 /kg 环氧树脂乳液质量 /kg 水质量 /kg 稠度 /mm 密度 /kg/m3 含气量 /%
0 0 240 30 2166 1.1
36 54 195 37 2071 3.3
72 108 150 45 2108 2.3
0
3
6
600 1500
108 162 105 65 2095 2.5
144 216 60 80 2062 2.7
9
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3.1单掺环氧乳液新拌水泥砂浆的流动性
参照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》JGJ／T70－2009，测试水泥砂浆稠度，其中单掺环氧树脂乳液所得结果如图3-2所示。
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