HEMC改性水泥砂漿性能及微結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、作為各種干混砂漿的重要改性材料，纖維素醚具有優(yōu)良的保水增稠性能，不僅可以防止新拌水泥基材料中的水分過早過多蒸發(fā)或被干燥基層吸收，確保水泥充分水化，還可以提高水泥砂漿的粘結(jié)性能、調(diào)整水泥砂漿的流變性能與工作性能、提高水泥砂漿粘結(jié)強(qiáng)度，可以增加新拌水泥基材料的抗泌水、抗沖刷和抗分散能力，并改善砂漿的收縮率、防止水泥砂漿出現(xiàn)開裂、空鼓、鹽類侵蝕等現(xiàn)象的發(fā)生，這對保證水泥砂漿、混凝土的使用功能和使用壽命等起著重要的作用。
　　 本文依托

2、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“纖維素醚對薄層砂漿中硅酸鹽水泥水化歷程和微觀結(jié)構(gòu)形成的影響機(jī)制”(50902107)，通過綜合分析研究HEMC改性水泥砂漿從新拌的粘塑性階段到硬化的粘彈性階段的變化歷程，結(jié)合改性水泥砂漿流變特性、工作性能、力學(xué)性能、微結(jié)構(gòu)特征的研究，并分析和掌握其變化規(guī)律。主要結(jié)論如下：
　　 (1)通過對HEMC的溶解性進(jìn)行討論、對HEMC改性水泥漿的流變特性和工作性進(jìn)行研究，掌握HEMC對其改性水泥漿工作性的影響。

3、r>　　 HEMC水溶液具有熱致凝膠化特性，此過程是可逆的，且僅與溫度有關(guān)；經(jīng)表面處理的HEMC可迅速在水中分散，有延遲溶解性，但在堿性溶劑中能迅速溶解；未經(jīng)表面處理的HEMC直接加入冷水中會產(chǎn)生團(tuán)聚和結(jié)塊，使用熱水法、固體粉末混合分散法、親水性溶劑濕潤法可使其充分分散溶解；HEMC水溶液屬于假塑性流體，其表觀粘度隨著溶液溫度的上升而下降、隨著HEMC濃度的增高而上升、隨著HEMC聚合度的增加而上升、隨著剪切速率的上升而下降，且高濃度

4、HEMC水溶液觸變性更大；HEMC水溶液在酸堿度為3～10時較為穩(wěn)定；過高濃度的無機(jī)鹽溶液會導(dǎo)致HEMC產(chǎn)生鹽析現(xiàn)象；HEMC改性水泥漿亦屬于假塑性流體，其表觀粘度隨著HEMC的摻量增加而成倍的增長，表觀粘度值隨剪切速率的下降而升高，改性漿體體系的假塑性和觸變性在低剪切速率的變化下較為敏感；HEMC改性水泥漿的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量隨著HEMC摻量而增加、隨著HEMC聚合度的增加而增加；低摻量(約0.02％～0.04％)時HEMC可以提高水泥漿

5、體的塑性和工作性；HEMC的保水性隨著聚合度的增加而增高，同摻量下保水性的高低依次為HEMC3>HEMC2>HEMC1；當(dāng)HEMC摻量大增加到0.4％以后，保水率可達(dá)到95％以上；HEMC有顯著的緩凝作用，且凝結(jié)時間隨HEMC摻量升高而升高，隨HEMC聚合度的升高而升高；實(shí)驗(yàn)中的HEMC分別較純水泥漿的初凝時間增加了13.6％～153％，終凝時間增加了15.9％～88.8％；
　　 (2)通過對HEMC改性砂漿不同齡期抗壓強(qiáng)度、

6、抗折強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度分析，研究HEMC對改性砂漿力學(xué)性能的影響。
　　 在較低齡期，HEMC改性漿體的強(qiáng)度受其緩凝作用影響較大，HEMC摻量和聚合度的升高均能加大緩凝效果；而在較高齡期，HEMC改性漿體的強(qiáng)度發(fā)展主要受到HEMC引氣作用的影響，孔隙率增加導(dǎo)致硬化水泥漿體的抗壓強(qiáng)度隨著HEMC的增加而降低、隨著HEMC聚合度的增加而降低；改性漿體壓折比隨HEMC摻量的升高而降低；HEMC增加了改性砂漿的柔韌性和可塑性，提高了改性水泥

7、漿體與基體材料界面問的粘結(jié)強(qiáng)度；
　　 (3)通過利用光學(xué)顯微鏡、XRD、TG-DSC-DTG、FTIR、SEM等等微觀測試手段，研究HEMC對改性水泥漿體微結(jié)構(gòu)特征的影響。
　　 HEMC能夠明顯改變水化改性水泥漿的微結(jié)構(gòu)形貌特征，HEMC摻量從0％增加到0.4％時，由光學(xué)顯微鏡觀察到硬化改性水泥漿表面大部分孔洞的孔徑從小于50μm增大到超過100μm；當(dāng)摻量達(dá)到0.8％時，改性水泥漿試樣的斷面絕大部分孔洞的孔徑在20

8、0-450μm范圍內(nèi)，且大部分孔洞較為完整，皆為光滑的閉孔；高聚合度的HEMC能夠在改性水泥砂漿中引入更多的空氣；對改性砂水泥漿試樣進(jìn)行XRD、TG-DSC-DTG分析和FT-IR分析，HEMC摻入并沒有改變改性水泥漿的水化產(chǎn)物的種類，在各齡期內(nèi)皆沒有形成新的物相生成，且HEMC能夠顯著延緩水化產(chǎn)物的出現(xiàn)時間，有明顯的緩凝作用；HEMC的聚合度不同對水泥水化反應(yīng)影響較小，且HEMC的摻入對水泥中后期的水化反應(yīng)的影響不大；水化3d時，改性