丁苯乳液改性砂浆流变和力学性能研究外文翻译资料

英语原文共 9 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

---

丁苯乳液改性砂浆流变和力学性能研究

G. Barluenga^a,*, F. Hernaacute;ndez-Olivares^b

^aDepartamento de Tecnologıacute;a de la Edificacioacute;n, Escuela Universitaria de Arquitectura Teacute;cnica, Universidad Politeacute;cnica de Madrid, Avenida Juan de Herrera, 6, 28040 Madrid, Spain

^bDepartamento de Construccioacute;n y Tecnologıacute;a Arquitectoacute;nicas, Escuela Teacute;cnica Superior de Arquitectura, Universidad Politeacute;cnica de Madrid, Avenida Juan de Herrera, 4, 28040 Madrid, Spain

摘要：本论文研究了水灰比（W/C）和聚合物掺入百分比，在设定时间内对丁苯（SBR）乳液改性砂浆（LMM）流变、物理和机械性能的影响。实验是对具有相同特征的新拌水泥，在设定时间里测试其孔隙率、密度、超声弹性模量和不同龄期的改性水泥砂浆抗折抗压的强度状态，对不同水灰比（W/C）和聚合物掺入的百分比进行研究。所得到的结果表明，这两个参数在乳液改性砂浆（LMM）的新拌状态和硬化状态相互作用。考虑到了乳液改性砂浆的性质，并根据多线性剂量参数和物理和机械变量之间的多个线性关系给出，线性近似是可以接受的（95％可靠范围）。部分动态压缩试验，是以确定丁苯（SBR)乳液改性砂浆（LMM）的一些动态特性来实现的，如动态弹性模量（E₀）和损耗角正切（tand）所示。关键词：流变; 机械性能; 丁苯胶乳; 水泥砂浆

1. 引言

如今，对水泥基材料的研究重点是在其中加入添加剂，外加剂和短纤维，提高一定的物理和机械适应关系，这样不仅能保持其强度，而且成本低，能满足几乎任何形状。

依从性，透气性，隔热和隔音保温，延展性，抗弯强度，防火性能和粘性阻尼是水泥基材料着重要研究的。

聚合物外加剂被定义为一种作为修改或改进水泥基材料性能^[1-8]的主要成分有效的聚合物。这样的聚合物可以是聚合物乳液，也可以是再分散的聚合物粉末，水溶性聚合物或液体聚合物。

根据我们所了解的，聚合物乳液的使用是最为广泛的。其中包括在地板或桥面铺装层上使用和修复迫击炮和在粘接瓷砖上代替一些实际的乳液改性砂浆（LMM）的使用。近日，可在预制件和预制件的连接材料上使用这种新用途也被提出了^[9-12]。

水泥砂浆的聚合物乳液改性是通过在它们的粘结相上两水泥水化和聚合物膜形成的一种工艺。一次改性形成由两个过程组成^[1,13,14]。

加入聚合物水泥复合材料的两种不同的方法如下面所描述的^[6]：

保持恒定的水灰比（W/C），得到类似水化的水泥浆。它是典型的实验室程序，除了一个量不变以外，其他的都是变量。嵌合复合物时要保持稠度，通过调整水灰比（W/C）或增塑剂的覆盖。它是一个试验和检验错误的过程，但其结果是可以直接在实际中应用的。

事实上，通过两种试验方法所获得的结果是不同的，并且两者之间无法比较。大体来说，与普通水泥砂浆相比，乳液改性水泥砂浆（LMM）的性能显著取决于聚合物含量，而不是水灰比（W/C）^[1,15]。另外，聚合物特别是以其乳液形式的加入，在“球轴承”里对聚合物颗粒作用，其中夹杂了空气和表面活性剂的分散效力的共同影响，提高了砂浆的稠度^[1]。在此，一份极其重要的水灰比（W/C）减少可被实现。

乳液改性水泥砂浆（LMM）在硬化的状态下，与普通水泥砂浆相比，可见其抗弯曲强度明显提高，而抗压能力无改善^[1]。虽然没有涉及乳液改性砂浆（LMM）的动态行为，但通过乳液改性的水泥砂浆其振动阻尼性能有所提高，亦用图表表示^[7]。由此可得知，聚合物添加剂对新拌状及硬化状态的水泥砂浆均可产生影响。

剂量参数与物理和机械变量之间的多元线性回归表示在下图中。

本文总结了该实验性测试程序对新拌和硬化状态下关于不同水灰比（W/C）及含乳液百分数的乳液改性砂浆（LMM）的测试结果。本实验主要研究的目的是分析不同剂量参数对水泥砂浆物理机械性能的影响。

实验室将进行动态压缩试验以确定丁苯（SBR）乳液改性砂浆（LMM）的某些动态特性，如动态弹性模量（E₀）和损耗角正切（tand）。

表1改性水泥砂浆扩展度直径为180plusmn;10 mm时水灰比和乳液掺量的数值

Latex,%	0	5	10	15	20	25
W/C	0.55	0.53	0.475	0.425	0.4	0.375

1. 材料与混合过程

在乳液改性砂浆（LMM）样品性能方面使用的材料有：

·水泥类型CEM II A / V 42.5（ASHLAND）。

·硅质轧制砂为4毫米（100％传递4毫米筛）的最大大小。

·丁苯(SBR)乳液（投注-MBT的PCI-乳液），pH为8，66％苯乙烯和34％的丁二烯,和(在干燥下测试为39.47％的固体含量）38％的标称固体含量。它的商业组成包含一种消泡剂。

乳液改性砂浆组合物所用的剂量标准有：

·灰砂比为1:3

·初始水灰比(W/C)为 0.55。此后，通过使用砂浆^[16]流表测试，获得改进后固定的扩散直径。

·不使用增塑剂。

·0％，5％，10％，15％，20％和25％的乳液，以及相应重量的水泥被纳入为基本灰浆。乳液中水的量被考虑在W/C中。这些比例的乳液对应为0％，通过预湿的方法，使砂浆组分得到混合^[17].。水，水泥和沙子在一垂直轴搅拌机内低速（140转）混合为1分钟。然后向其内添加乳液，混合过程持续两分钟以上。这种方法的目的是减少新拌砂浆中夹带的空气量。

根据UNE-EN 196-1 ^{[ 18 ]}，棱柱标准样品集（4 times; 4 times; 16厘米）制备六棱柱标准样品集各成分。Shakeretal建议^[8]制得的标本在24小时后脱模以及空气固化，直到测试。

1. 试验方法

在一定时间内对新拌状态下的丁苯(SBR)乳液改性砂浆（LMM）进行流量表的测试。对应于水泥的量，乳液的比例分别为0%，5%，10%，15%, 20% 和 25%。

维卡仪根据UNE-EN 196-3 ^{[ 19 ]}来测定初凝及结束的时间。试验中必须调整W/C以获得每个组成成分标准稠度。

根据UNE-EN 1015-3 ^{[ 16 ]}，流量表测试试验样品的稠度。不同乳液含量的组别将被进行一些水灰比的测试以获得180，200和220毫米的流量直径。

在硬化状态，针对不同组合物的干重、饱和重量和潜量分别在不同时间段（1，7，28和56天）进行孔隙度、超声波脉冲速度和弯曲及压缩试验。

各组成的表观密度(rho;_app)和开孔率( P_open)由以下方程计算：

其中，W_dry 代表干重，W_sat代表饱和重量（试样在水中浸泡24 h），W_sub 代表潜量。（饱和试样浸没在水中，以测量其重量静水压力表）。

将之前称重好的乳液改性砂浆不同组合物的研磨样品放入一盛满水的管道，测量其净密度(rho;_net)。漫出水的体积即等同于样品体积。由净、表观密度、气孔率等数据计算出全封闭孔隙度。

模量（Es）利用接下来的方程^{[ 20 ]}计算：

其中rho;代表样品密度，v代表超声超声波脉冲传播速度

根据UNE-EN 196-1 ^{[ 18 ]}可知，不同组合物乳液改性砂浆（LMM）的标准弯曲和压缩试验已经完成。

在0.5赫兹频率（180 plusmn;流量表径10 mm）和室温（20℃）保持不变的前提下，进行对混有不同百分比乳液的改性水泥砂浆标本的动态压缩试验。

1. 新拌状态测试结果

混有不同百分比乳液的乳液改性砂浆（LMM）的水灰比（W/C）必须符合维卡标的稠度，其结果如下图1。

图1. 满足维卡标准时不同乳液掺量对应的不同水灰比

在乳液增塑剂的影响下，随着乳液在乳液改性砂浆（LMM）中所占百分比的升高，达到固定稠度所需的水的量相应的减少^[1]。

所设定初始和结束的时间在图2中。

图2. 不同百分比乳胶的水泥改性砂浆（LMM）

的初始和结束的维卡设定时间

乳液组成的包裹体减少了设定的时间。加入15%乳液时，可见一时间减少趋势的改变。以上，设定时间（指初始和结束之间的时间）的减少得以实现。

图3显示流量表直径为180，200和220plusmn;10毫米时不同百分数液含的乳液改性砂浆的水灰比（W/C）。双方参数均可见对稠度的依赖。表1总结了试验中180 plusmn; 10毫米直径1mm流表对应的所有不同乳液百分比的乳液改性砂浆（LMM）的水灰比（W/C）。此数据将被用于动态测试试样剂量。

图3. 满足维卡直径180、200、220 plusmn; 10mm时

不同乳液掺量对应的不同水灰比

多元线性回归分析将被用以测试各参数的稠度。图4给出了参数分析的响应面（95%可靠水平）。

图4. 水泥改性砂浆响应曲面(流量表径)

与水灰比和乳液百分比的函数

1. 硬化状态测试结果

如图5所示，不同乳液含量的改性水泥砂浆的开放孔隙率、封闭孔隙率和总孔隙度各不相同。当水灰比（W/C）恒定时，随着乳液含量的增加，封闭孔隙率和总孔隙度有所增加，而开放孔隙度下降。

图5. 不同百分比乳胶的水泥改性砂浆（LMM）

的开孔与闭孔和总孔隙率

因此，随着乳液所占比例的上升，由于密度较低的乳液与砂浆密度之间的关系（图6），表观和真实密度均表现为与孔隙度相关的降低。

图6. 不同百分比乳胶的水泥改性砂浆（LMM）

的真实密度和表观密度

图7总结了几个时间段内不同乳胶含量的乳液改性砂浆的超声弹性模量（Es）和水灰比（W/C）常数（0.55）。当乳液含量增加时，Es相应减少，但其随时间的增多而增加。

图7.水泥改性砂浆在不同百分比乳胶不同龄期

的超声波弹性模量

新拌状态下28天内关于若干固定流量表直径不同乳液含量的乳液改性砂浆（LMM）其弯曲和压缩试验的结果分别如图8与图9所示。实验表明，乳液改性砂浆（LMM）弯曲强度随其乳液所占比例上升而增强，但在较大的流量表直径时其强度是下降的。以及乳液改性砂浆的（LMM）压缩强度不随其乳液含量的改变而改变，而是随流量表直径的增大而降低。

图8. 不同比例乳液的水泥改性砂浆（LMM）的弯曲强度和几个固定的流动性

(流量表直径为180，20

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

---

资料编号：[150055]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word