选取改性聚乙烯醇类聚合物乳液(P-A)为聚合物,对聚合物改性轻质高强混凝土的制备、组成、微观结构 与性能进行研究,探讨了聚合物对轻集料混凝土的增强增韧效果及作用机理,得到了聚合物掺入对轻质高强混凝 土性能改善的相关结论。 关键词:轻质高强混凝土;聚合物增韧;实验研究 中图分类号:TU5282 文献标志码:B 文章编号:1008-1933(2014)02-240-02 0 引 言 轻质高强是混凝土材料的重要发展方向,研究 表明[1],混凝土材料自重大,是结构截面大、钢筋配 置高的根本原因,若混凝土自重能够减轻 10% ~ 20%,建造同样面积的建筑仅混凝土方量即可节省 10%以上,节约钢筋用量 5%左右。 轻集料混凝土具有高强、吸水率小的特点,将其 引入混凝土中既可有效降低自重,又可避免混凝土 强度明显降低,因此被认为是最有效的混凝土减重 技术路线[2],除此之外,使用轻集料还可利用轻集 料多孔的特点而赋予混凝土保温、吸音等功能特点。 然而,轻集料混凝土的脆性突出、工作性能难于调控 以及强度相对较低等问题制约了轻集料混凝土在结 构工程中的应用。因此,对轻集料混凝土增韧技术 展开深入和系统的研究无疑具有重要的科学意义与 工程应用价值。 1 聚合物增韧技术 水泥基材料固有脆性的缺点,而有机高分子材 料则固有弹韧性好的优点,因此通过有机无机复合 改善水泥基材料的脆性是一个重要的技术途径[3]。 Rony等通过在水泥基材料中添加水溶性聚合物,采 用挤压、热压等特殊制备工艺制备出了弹性近似弹 簧的水泥材料,在国际上引起了轰动,该成果带动了 国际上一批建筑材料研究者进行相同领域的研究, 并取得了许多重要成果。如胡曙光、Richard等在 MDF水泥、RPC材料等方面的研究成果引起国际同 行的广泛关注。日本的 Ohama教授等在聚合物混 凝土方面也开展了卓有成效的研究,他提出了聚合 物混凝土的微观结构模型是用于指导聚合物改性混 凝土材料设计的经典模型之一。 然而,聚合物材料改性轻集料混凝土的研究报 道还十分少,这与国际上轻集料混凝土应用于结构, 特别是主体结构如建筑立柱、大型预应力梁方面的 应用还比较少,相应轻集料混凝土脆性问题未引起 足够注意有关。国内一些单位对于轻集料混凝土的 研究主要偏重于应用技术开发研究,对轻集料混凝 土的增韧改性技术研究还不多,未见聚合物增韧改 性高强轻集料混凝土研究报道。 一般认为聚合物的掺入可改善普通混凝土的工 作性和韧性,所存在的问题主要是聚合物混凝土的 长期耐候性,其本质在于聚合物的耐候性不良。通 过优选水泥与水溶性聚合物,在特定条件下水泥水 化产物与聚合物可发生相互反应,并提高材料的基 本性能,但通常情况下,聚合物是难以与水泥发生化 学反应的。正因为如此,聚合物在混凝土中以聚合 物形态存在,是其长期耐候性、耐水性不良的根本原 因。本文选取改性聚乙烯醇类聚合物乳液(P-A) 为聚合物,对聚合物改性轻集料混凝土的制备、组 成、微观结构与性能进行研究,试图探讨聚合物对轻 集料混凝土的增强增韧效果及作用机理。 2 原材料及实验试块制备 本实验聚合物采用改性聚乙烯醇类聚合物乳液 (P-A),液固含量为 60%,由于聚合物乳液的加入 会增大混凝土的含气量,采用有机硅类消泡剂 DXP
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