聚合物改性砂浆和混凝土形态结构形成模型-Ev.ppt

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周天笑
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研究的意义
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聚合物混凝土的改性机理
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常用的几种聚合物介绍
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主要内容
研究的意义
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聚合物水泥混凝土(polymer cement concrete，简称PCC)是在普通混凝土的原料中掺加聚合物材料制成的，其性能优于普通混凝土。
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近些年，人们已认识到聚合物水泥混凝土具有良好的粘接、防水能力、变形适应性和耐久性能，因而将其广泛应用于道路、桥梁、水库大坝的修补和贴面材料的粘接工程中。有鉴于此，对聚合物改性混凝土机理的深入研究，不仅能够促进聚合物改性混凝土的合理利用，提高聚合物混凝土的综合利用水平，而且对聚合物混凝土体系的高性能化有重要的意义。
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2聚合物混凝土的改性机理
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01
1聚合物改性砂浆和混凝土形态结构形成模型
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2聚合物与水泥之间的相互作用
03
聚合物改性砂浆和混凝土形貌结构
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聚合物对水泥浆体和骨料界面粘接的改善
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5聚合物对混凝土孔结构的改善

Ohama模型
当聚合物通过水泥混凝土搅拌掺入混凝土后，聚合物颗粒均匀分布在水泥浆体中，形成聚合物水泥浆体。随着水泥的水化，水泥凝胶逐渐形成，同时，聚合物颗粒沉积在水泥凝胶（凝胶内可包含着未水化水泥）颗粒的表面。
随着水分的减少，水泥凝胶结构在发展，聚合物逐渐被限制在毛细孔隙中，随着水化的进一步进行，毛细孔隙中的水量在减少，聚合物颗粒絮凝在一起。水泥水化凝胶（包括未水化水泥颗粒）的表面形成聚合物密封层，聚合物密封层也粘结了骨料颗粒的表面及水泥水化凝胶与水泥颗粒混合物的表面。因此混合物中的较大孔隙被有粘结性的聚合物所填充。
由于水化过程的不断进行，凝聚在一起的聚合物颗粒之间的水分逐渐被全部吸收到水化过程的化学结合水中去，最终聚合物颗粒完全融化在一起形成连续的聚合物网结构。聚合物网结构把水泥水化物联结在一起，即水泥水化物与聚合物交织缠绕在一起，因而改善了水泥石的结构形态

乳液成膜的过程

Konietzko发现，并不是所有的聚合物都能在水泥混凝土体系中形成Ohama的结构。
Konietzko的结构模型
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Puterman和Malorny提出了聚合物改性混凝土中聚合物结构形成过程的另一种观点。其主要的不同之处在于聚合物薄膜行程时间和聚合物乳液最低成膜温度对它的影响。他们认为，即便在砂浆的孔中任然有自由水的时候，聚合物就能够形成一个紧密堆积的薄层，进而凝结成聚合物薄膜。另外，如果养护温度比乳液的最低成膜温度低，则聚合物对基层不会形成连续的薄膜。这个对基层的抗渗透性很差，即使它可能会改善水泥基体的强度和韧性。
Puterman与Malorny模型
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水泥与水接触后，即发生剧烈的水化反应，但当聚合物乳液掺入水泥后，这一反应要迟缓的多，水泥与水接触后立即发生的化学反应被延缓。并且大多数聚合物乳液使水泥的凝结时间延长，且乳液改性水泥的凝结时间还随聚灰比的增大而进一步延长。
1聚合物对水泥水化的影响
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当聚合物或有机化合物及硅酸盐水泥与水在一起搅拌时，它们之间就发生相互作用在聚合物颗粒与水化产物之间就要产生离子键型的化学结合。这种化学结合键形成了联接强度，而且发生的这种化学作用既对聚合物成膜，也对水泥水化过程有明显影响。聚合物或有机化合物与无机化合物之间也可通过氢键、范德华键而相互作用，从而对水泥石及水泥混凝土的结构强度起一定有利作用。聚合物与水泥水化产物的化学作用过程实际上是聚合物颗粒在无机物颗粒表面发生化学吸附（形成化合物）。
2聚合物与其他组分之间的化学作用
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聚合物改性砂浆和混凝土形貌结构
聚合物一般通过以下两个途径起到了减少裂纹的作用：
一是聚合物封堵水泥砂浆或混凝土中的孔隙，降低了水分蒸发的速度和数量；
二，如果有裂纹形成，由于聚合物的搭接作用，可以阻止裂纹的进一步扩展。
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