聚合物改性混凝土力学性能初步研究

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　　摘 要：聚合物改性水泥混凝土作为工程修补材料已有很长的使用和研究历史， 大量工程实践证明其具有广泛的适用性和经济价值。为此本文主要研究聚合物种类和掺量对混凝土抗压强度和劈裂粘结强度的影响。
　　关键词：聚合物改性混凝土；劈裂粘结强度
　　1 前言
　　普通混凝土作为一种传统的建筑材料，已有200多年的历史。普通混凝土抗压强度高，抗折强度低，如将其应用于修补加固具有脆性大、变形能力差、粘结强度低、耐腐蚀能力差等缺点[1]，为此本文主要研究聚合物种类和掺量对混凝土性能的影响。
　　2 原材料及试验方法
　　2. 1 原材料
　　水泥为冀东42.5普通硅酸盐水泥；砂为河沙，细度模数2.1，含泥量小于1.5%；石为5-10mm连续级配优质石灰石碎石，其压碎指标为9.7%，针片状含量为7.3%；水为自来水。丁苯乳液固含量为48%；水性环氧树脂固含量为50%。
　　2.2 试验方法
　　试验参照文献[2]进行试件的制作和养护，并进行抗压强度和劈裂粘结强度试验。试验的水胶比为0.35，砂率为0.43，聚胶比为0.05、0.01、0.15。
　　3 聚合物对混凝土抗压强度影响
　　图1 显示了聚胶比对混凝土抗压强度的影响。从中可知，聚胶比对混凝土的抗压强度有较大影响，随着聚合物掺量的增加，混凝土的抗压强度逐渐降低。28天时，当聚胶比为5%时，混凝土的28天抗压强度分别为45.39MPa、39.46MPa，相对于普通混凝土的47.87MPa分别降低了5.17%、17.57%。继续掺加聚合物，混凝土的抗压强度下降幅度变大，当聚合物掺量为15%时，混凝土的抗压强度分别为31.02 MPa、33.02MPa，较基准混凝土分别降低了35.20%、31.02%，降幅明显。可见聚合物对混凝土的抗压强度影响较大。试验过程中发现，丁苯乳液和水性环氧树脂乳液具有减水作用，随着掺量的增加，混凝土的流动性逐渐提高。造成混凝土强度随着聚合物掺量下降的原因为聚合物成膜的刚度与水泥石相比较小，承压能力较弱[3]。
　　4聚合物对新旧混凝土粘结强度的影响
　　图2 显示了聚胶比对新旧混凝土粘结强度的影响。从中可知，聚合物的加入对新旧混凝土的粘结强度具有明显的改善作用，且随着聚合物掺量的增大新旧混凝土的粘结强度有增大的趋势。当聚胶比为10%时，混凝土的粘结强度最大，分别达到了0.94 MPa、0.86MPa，相对于普通混凝土的0.45MPa提高了108.89%、91.11%。继续添加聚合物，新旧混凝土的粘结强度降低。这主要归因于胶粉的加入改善了新旧混凝土界面过渡区的结构，提高了他们之间的粘结强度。聚合物胶粉掺量增加但新旧混凝土粘结强度却降低这主要归因于聚合物的弹性模量较低，抗拉能力较差，过多的聚合物掺量使界面区水泥浆体含量下降，致使粘结强度下降[4]。
　　5 结论
　　本文主要从混凝土的抗压强度、新旧混凝土粘结强度两个方面研究了聚合物对混凝土力学性能的影响。主要得出以下几点结论：
　　（1）聚合物对混凝土的抗压强度产生不利影响，且随着聚合物掺量的增大，混凝土的抗压强度逐渐下降。
　　（2）聚合物的掺入能够提高新旧混凝土的粘结强度。但掺量过大会造成粘结强度降低。
　　参考文献
　　[1] 黄从云，陈超，付冰.聚合物改性修补混凝土综述.山东建材[J]，2008（1）：18-23.
　　[2] 中华人民共和国建设部. SL352-2006水工混凝土试验规程. 北京：中国建筑工业出版社.
　　[3] 袁群，韩菊红，于跃海. 混凝土粘结面粗糙度评价的功率谱法分维.工业建筑[J]， 2001.
　　[4] 钟世云，王培铭，陈志源.聚合物改性砂浆界面过渡区的电导特性.硅酸盐学报[J]，2004（ 10）：1235- 1240.
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