哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 溶液对新暴露的内表面立即滴取试验。断面无明显颜色变化时的深度为碳化深度。氯离子渗透试验时，在25℃下将试件浸泡在2.5%浓度的氯化钠溶液中7 d，试验结束后，分别对样品进行分离，并用0.1%的荧光素钠和0.1硝酸银溶液喷洒。测量了每一个截面的边缘，变白的宽度为氯离子渗透深度。
3. 结果与讨论
在图1中显示了保证流动性不变（110-120mm）条件下，不同聚灰比下所需添加水量的变化。然而，在添加丙烯酸乳液的情况下，减水效果更好。这是由于在聚合物中的表面有活性剂的存在，不仅如此，而且聚合物分子的表面张力较低，这样在相同的水含量下其流动性更好。聚合物对砂浆抗压强度的研究结果表明，在28d和90d的抗压强度如表2和表3所示，未改性的水泥砂浆试样的抗压强度在28d为39.5兆帕，在90d为45兆帕。可以看出，随着聚灰比的增加，改性砂浆在28d和90d的抗压强度会变高。然而，在聚灰比在20%以下时水养护下砂浆试件的抗压强度比空气养护要高。然而，在聚灰比大于20%时，其空气养护90天的抗压强度是高于水养护的试样，如图3所示。通过比较28d和90 d的强度可以看出PMM内部水泥水化是在28天内完成；而在PMM聚合物水合/聚合过程持续到90d左右，可以通过控制外加剂添量控制其聚合时间。而且，改性水泥砂浆强度增长较慢并不会影响其性能。研究结果还表明，在相同的聚灰比和水泥比下，环氧乳液改性砂浆比丙烯酸改性砂浆抗压强度更好（如图2和图3）。
- 32 -
哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）
不同聚灰比对试件抗折强度的影响如图4所示。可以看出，未改性的水养护试件抗折强度改为7.8 MPa，在聚灰比小于20%时，空气中养护的改性水泥砂浆试件的抗折强度比未改性水泥砂浆要小。然而，在30%聚灰比下，两种聚合物改性水泥砂浆的抗折强度在空气中养护反而更高。环氧改性水泥砂浆试样的抗折强度在30%聚灰比下比水养护试件高约10%。在空气养护的条件，丙烯酸改性砂浆的强度相比未改性的砂浆试件要高40%，但只有环氧树脂改性砂浆试件的60%。这表明，环氧树脂改性砂浆的抗折强度优于丙烯酸改性砂浆。
- 33 -
哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文） 从图2和图4可以看出，随着改性水泥砂浆中聚合物掺量的增加，其对抗折强度的影响比抗压强度大。在水化困难的情况下，空气养护的改性水泥砂浆在修补中能更好的使用。通过提高聚合物改性水泥砂浆的强度，能使水泥混凝土的韧性更好。从应力-应变曲线图5可以看出，环氧树脂和丙烯酸乳液都能增加韧性。它可以看出，环氧乳液的应力应变曲线下的面积是普通试样的三倍左右。
环氧乳液砂浆表现出更好的抗二氧化碳渗透性（如图6）。例如，在10%聚灰比下，环氧树脂乳液改性水泥砂浆能减少45%二氧化碳渗透，与28%掺量丙烯酸改性水泥砂浆相同。而在20%聚灰比下的环氧树脂乳液的碳化深度能大大降低75%左右。同样，氯离子渗透试验结果如图7所示。在目前的实验结果中，在20%聚灰比下其抗氯离子渗透性最好，能减少60%左右。而环氧丙烯酸乳液掺量在10%或20%下，其能减少氯离子渗透40%左右。这表明，环氧乳液砂浆能更好阻碍氯离子渗透。能很好阻碍二氧化碳与氯离子渗透，使得改性环氧树脂乳液被广泛使用。
- 34 -
哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）
聚合物对水泥砂浆的吸水率的影响如图8所示。从图中可以看出，随着聚合物掺量的增加，聚合物的吸水率随聚合物的增加而降低。在30%聚灰比时，环氧树脂减水率约45%和丙烯酸乳液减水率约为55%。这表明聚合物的加入会导致砂浆的孔隙率降低。其他研究也表明，聚合物能更好地填充空隙[2,10]。因此聚合物改性水泥砂浆在潮湿的环境下比普通水泥砂浆耐久性更好。
- 35 -
哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）
通过以上测试的结果表明，环氧树脂乳液比丙烯酸乳液能更好改性水泥砂浆性能。此外，环氧树脂乳液是非再乳化的乳液，因此它在潮湿和碱性环境下，比丙烯酸砂浆耐久性更好。因此，聚合物改性水泥砂浆，更适合于在结构暴露于高湿条件下或浸渍在水中使用。环氧树脂乳液改性水泥砂浆也有一些优点，由于没有使用有机溶剂，因此在使用后清洗工具和设备更简便，污染小，健康环保和节省成本，。因此，环氧树脂乳液比溶剂型环氧树脂更环保。
4. 结论
通过以上研究的结果表明，聚合物水泥砂浆入能提高其工作性，增加了抗折和抗压强度，并降低吸水率，减少碳化和氯离子渗透。同时，在相同的聚灰比和水灰比下环氧乳液比丙烯酸乳液表现出更好的改性性能。因此，环氧树脂乳液是一种潜在的优良改性材料，被广泛应用于潮湿环境下以及修复工程。
发表：
论文发表单位，鲁尔基中央建筑研究所，印度。
参考文献：
- 36 -