丁苯乳液-橡胶粉改性水泥基材料性能及其机理研究
2020-05-21毕梦迪赵德强白贤圣杨海波孙海龙张秀芝
毕梦迪,赵德强,白贤圣,杨海波,孙海龙,张秀芝
(1. 河北工业大学 土木与交通学院,天津 300401; 2. 济南大学 材料科学与工程学院,山东 济南 250022;3. 济南西城投资开发集团有限公司,山东 济南 250022)
聚合物改性水泥基材料(PMCBM)自上世纪80年代提出,至今已获得了极大的关注和发展。由于要考虑聚合物与水泥的相容性问题,即在提高韧性等性能时不损害水泥基材料的其他性能,如流变性能、强度以及对人身的安全性等,因此真正能够用作水泥改性剂的聚合物种类并不多,主要有聚丙烯(PAM)乳液、丁苯乳液(SBR)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇(PVA)[1-5]等。其中SBR因具有优良的贮存稳定性、机械稳定性和可操作性,并且粘结强度较高而得到广泛的研究和应用。研究发现,SBR改性砂浆具备优良的力学性能,同时抗渗性与耐久性也有较大幅度的提高[6-7],另外SBR能提高水泥砂浆的流动性,改善浆体内部结构,甚至能够减小浆体开裂的概率[8]。
将废弃橡胶应用于水泥基材料改性不仅能够解决废弃橡胶轮胎的处理问题,而且还能降低工程材料成本。研究表明,在混凝土中掺入橡胶粉能显著提高混凝土的抗冲击韧性和抗裂性,在减小弹性模量的同时降低其流动性[9-11],目前已经有在建筑工程中应用的实例[12]。
综上所述,SBR和橡胶粉均可以不同程度地提高水泥基材料的性能,但是针对2种材料复合使用时的改性效果研究较少。本文中采用SBR和橡胶粉作为改性组分,探究两者复合使用时对水泥基材料的流变性能和抗折、抗压强度以及抗折强度与抗压强度之比(简称折压比)等力学性能的影响,并根据材料的微观结构分析其增韧机理,以便为工程应用提供施工依据,并为后期深入研究提供理论基础。……