混凝土结构加固聚合物改性水泥砂浆性能

时间：2020-01-05

聚合物改性水泥砂浆的性能
1、工作性
聚合物的种类、掺量对新拌砂浆的工作性影响显着。有研究发现，不同种类聚合物乳液的减水率都能达到20％以上，减水效果明显，其中SBR的减水效果更优。即使是同种聚合物，由于聚合物乳液的性质不同，对改性砂浆流动性的影响也不相同。通常，随着聚灰比（聚合物与水泥的质量比）的增加，乳液改性砂浆的流动性提高，工作性改善。聚合物乳液的掺入能提高新拌砂浆的工作性，这是因为乳液中的表面活性剂及稳定剂在改性砂浆中引入了较多气泡，砂浆中水泥颗粒的堆积状态得到改善，水泥颗粒的分散效果提高。乳液的憎水性和胶体特性使新拌改性砂浆具有良好的保水性，从而降低了对其进行长期湿养护的必要。通过在聚合物改性砂浆中掺入纤维素醚、改性无机矿粉可以进一步提高新拌砂浆的保水率。
2、含气量
已有研究表明，聚合物乳液改性砂浆的含气量**空白普通水泥砂浆，这是因为掺入的聚合物乳液中的表面活性剂和稳定剂在新拌砂浆中引入了较多气泡。适当的引气有助于改善新拌水泥砂浆的流动性，提高其抗渗性和抗冻融性，但过量的气泡则会降低砂浆的强度。一般聚合物乳液改性砂浆的含气量为5%～20%，有些甚**达30%。控制改性砂浆的含气量，常用的方法是在乳液中掺入适量的消泡剂。有研究表明，不掺消泡剂的聚丙烯酸酯乳液改性水泥砂浆的含气量为43.6%，而当掺入0.5%的消泡剂后含气量大幅降低至8.0%。考虑到消泡剂可能会影响水泥与增强材料之间的粘结，有些文献研究了其它降低含气量的方法，例如在拌合前采用恒温水浴法提高环氧乳液的温度可以降低改性砂浆的含气量。
3、凝结时间与工作时间
通常掺入聚合物乳液后，水泥砂浆的凝结时间延长，乳液掺量的影响较为显着。对此不同学者的研究有较大出入。有些研究发现，聚合物改性砂浆的凝结时间比普通水泥砂浆延长且随着聚灰比的增大而增加。但有的研究结果却刚好相反。
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。
4、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*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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