抗蝕水泥的組成設計與機理研究.pdf

1、硅酸鹽水泥材料是一種最為常見的建筑材料。但由于水泥自身的物質組成和內部孔隙結構,導致了水泥材料的抗蝕性能差。因耐久性不良,造成過早失效及崩塌破壞的事故時有發(fā)生,并造成了巨大的損失。
　　 本論文以普通硅酸鹽水泥為膠凝材料,通過向水泥中加入丙烯酰胺和丙烯酸鈣,研究了它對水泥力學性能、抗硫酸鹽侵蝕性能和孔隙率的影響。利用SEM、XRD、壓汞儀等測試手段表征了丙烯酰胺、丙烯酸鈣改性水泥石的微觀結構、測試了孔隙變化,并對影響機理進行了分

2、析。
　　 研究結果表明:根據標準稠度需水量和凝結時間的測定,丙烯酰胺的摻加對水泥具有明顯的減水效果,丙烯酰胺的摻量4％減水11％,當6％時減水達到21％,同時具有明顯的緩凝的效果。
　　 丙烯酰胺的加入會導致試樣的早期強度的下降,但后期強度得到提高。丙烯酰胺的最佳引發(fā)劑為偶氮二異丁腈,最佳摻量1％。溫度對丙烯酰胺水泥試樣的早期強度影響明顯,但在28d最優(yōu)溫度為35℃。摻加量為2％時28d的凈漿抗壓強度為77MPa。在砂

3、漿實驗中,摻量2％丙烯酰胺的水泥試樣的28d抗壓強度最高,4％的抗折強度最高。
　　 丙烯酰胺在引發(fā)劑偶氮二異丁腈摻量為1％時水泥抗壓抗蝕系數最高,丙烯酰胺摻量為4％時水泥的抗壓抗蝕性能最高為1.22,比空白樣提高11％。丙烯酰胺的加入能夠提高水泥的抗腐蝕的能力。
　　 丙烯酰胺在水泥水化早期延緩了水泥的水化進程,但是隨著丙烯酰胺的聚合,水泥進一步水化,聚丙烯酰胺會與水泥形成良好結合界面,水泥后期強度得到提高。通過壓汞儀

4、測試結果分析可得,丙烯酰胺的加入能夠增加水泥石的致密性,降低水泥的孔隙率,摻量為4％時比空白樣降低了20％、降低了有害孔的比例,優(yōu)化了孔隙分布。
　　 在對丙烯酸鈣的助劑對水泥抗壓強度實驗中,引發(fā)劑加量為10‰、交聯劑摩爾比加量為10％、促進劑的加量為7％為最優(yōu)組合對水泥的抗壓強度有增強作用。在丙烯酸鈣溶液濃度為5％的水泥試樣3d的抗壓強度比空白樣高,養(yǎng)護28d抗壓強度為83.7MPa,比空白樣高出6％。在對丙烯酸鈣對水泥砂漿的

5、實驗,在28d的抗壓抗折數據可以看出丙烯酸鈣的濃度為2.5％的試樣的抗壓抗折強度最高,分別為54.06MPa、9.6Mpa,比空白樣提高分別24％、26％。丙烯酸鎂溶液濃度為5％時抗壓強度最大,但是相對空白樣要低。丙烯酸鎂和丙烯酸鈣的復合加入能夠提高水泥的抗壓強度。
　　 在丙烯酸鈣對水泥抗蝕性能的影響實驗中,助劑中引發(fā)劑含量為8‰、交聯劑摩爾濃度比為12％、在促進劑用量為7％時,丙烯酸鈣摻加水泥抗蝕性能最高。丙烯酸鈣溶液濃度為