聚合物及超细矿物掺合料对低收缩砂浆抗压性能的影响研究

随着混凝土技术的不断发展，高品质的矿物掺合料及外加剂的加入，大大提高了混凝土的施工性及耐久性，目前，比较典型方法是在水泥基中掺入环氧树脂、丙烯酸树脂、丁苯乳液等。在掺合料方面主要掺入高品质的粉煤灰、矿渣微粉等。其中有机物质的加入一方面提高了混凝土的密实度，增强了混凝土的抗渗性及粘结力，另一方面通过降低压折比来降低混凝土的脆性。除环氧树脂外，通常其它有机的树脂类物质会不同程度地降低混凝土的抗压强度，为此，本文重点研究典型有机物质对低收缩混凝土抗压强度的影响。

本文采用DEA和Malmquist指数法对我国区域高技术产业创新效率进行测算。DEA方法适用于多投入与多产出的系统研究，不需要估计生产函数，利用全局数据有效避免指标分散处理的局限性，以决策单元各输入输出的权重为变量，具有较强的客观性；Malmquist生产率指数不要求价格信息及行为假设，并可以分解为技术效率、技术进步和规模效率的乘积；因此，运用Malmquist指数法对我国省级区域全要素生产率指数进行测算是有较大优势的。

1 原材料

1.1 无机材料

水泥为辽阳恒威水泥厂生产的42.5普通硅酸盐水泥；42.5级硫铝酸盐水泥为唐山北极熊有限公司生产；石膏为市售无水石膏；膨胀剂为新民众邦建筑材料科技有限公司生产的高性能膨胀剂，掺量为10%；缓凝剂市售葡萄糖酸钠，0.06%。

1.2 有机材料

丙烯酸乳液：乳白色液体，固含量为50%；水性环氧树脂乳液和固化剂S-20，由上海润碳新材料科技有限公司生产，应用时两者最佳混合比例为3∶1，前者为乳白色液体，固含量为50%；后者为稠状液态，粘度为2～10Pa·S，胺值为220±20HOHmg/g；丁苯乳液 （SBR）：固含量50%，pH值 9.5，粘度 30MPa·s，玻璃化温度11℃；减水剂为沈阳砼行建筑材料科技有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂，减水率为25%；引气剂为日本进口，掺量为0.01%，测得混凝土含气量为4.5%；纤维素为陶氏低粘HPMC，掺量为0.02%。

21世纪是信息化高速发展时代,多媒体的广泛应用已经成为大趋势。随着高校信息化的发展,也必然使多媒体教室的使用朝着信息化、智能化方向深入发展[6]。不同高校应该从学校的实际情况出发,坚持发展的理念,运用科学的管理方法、先进的管理技术、完善的管理制度,认真做好多媒体的管理使用工作,同时还要做好多媒体管理人员和任课教师等的培训工作,为高校的正常教学运行提供可靠的软件支持和硬件支撑,更好地服务于全校的教学工作。

2 改性水泥砂浆力学性能研究

2.1 掺聚合物乳液对砂浆力学性能的影响

从表3的数据统计来看：游客最看重的项目前三位的依次是动物种类多、动物科普知识和动物表演，合计占比72.43%，这也是动物园的核心服务项目。本次前来动物园游玩的项目排名前两位的依次是动物及其表演和动物科普知识，合计占比78.5%。对于动物园门票价格，觉得价格贵的和价格合理的均超过了40%，这说明游客群体的支付能力存在差异。对于加勒比水世界门票价格，有超过66.8%的游客觉得贵，其对游客具有较大的区分性。

 

表1 无机水泥砂浆配合比 （kg/m3）

  

注：①丙烯酸乳液、环氧乳液和丁苯乳液的固含量均为50%，表中掺量均为聚合物乳液中固体质量。②表中消泡剂所占比例均为与聚合物掺量中固体的比例。

 

编号 PC CAS 石膏 砂 丙烯酸乳液 环氧乳液 丁苯乳液 水 消泡剂 减水剂0 0 0 00 0.10%NP-1 3.3 0 0 0.5% 0.10%NP-2 6.6 0 0 0.5% 0.10%NP-3 19.8 0 0 0.5% 0.10%NP-4 33 0 0 0.5% 0.20%NP-5 52.8 0 0 0.5% 0.15%环氧-1 0 33 0 0.5% 0.1%环氧-2 0 66 0 0.5% 0.12%环氧-3 0 99 0 0.5% 0.15%丁苯-1 0 0 33 0.5% 0.10%丁苯-2 0 0 66 0.5% 0.10%丁苯-3 0 0 99 0.5% 0.12%丁苯-4 0 0 132 0.5% 0.15%601 30 30 660264

 

表2 无机水泥砂浆力学性能

  

编号抗折强度 （MPa） 抗压强度 （MPa）7d 28d 56d 7d 28d 56d 0 6.1 7.2 10.3 45.1 51.1 57.3 NP-1 5.6 6.1 10.7 38.4 40.2 46.7 NP-2 6.4 8.9 11.2 32.6 38.9 44.6 NP-3 7.6 9.2 11.9 17.3 24.45 22.45 NP-4 7.3 9.6 11.8 23.55 24.5 33.55 NP-5 6.2 10.2 12.5 21.2 25.55 27.45环氧-1 5.63 8.92 12.17 30.95 34.9 59.65环氧-2 7.7 9.67 11.23 27.65 31.85 62.45环氧-3 6.3 10.2 16 27.8 38.55 58.05丁苯-1 7.2 7.8 11.3 40.2 46.3 47.2丁苯-2 8.5 9.1 11.4 36.7 42.7 52.1丁苯-3 6.7 9.2 12.8 26.3 39.1 48.6丁苯-4 6.8 10.4 13.4 24.3 36.2 43.7

单掺聚合物乳液对砂浆抗折强度的影响见图1。图中数据可知，聚合物乳液的掺量对砂浆抗折强度影响较大，随着聚合物乳液的增加，砂浆的抗折强度基本呈增大趋势，但7天的抗折强度随掺量的增加呈先增大后减小的趋势，可见早期较多掺量的聚合物乳液不利于砂浆的抗折强度。当丙烯酸乳液掺量为8%时，7天、28天、56天砂浆的抗折强度分别为6.2MPa、10.2MPa和12.5MPa，相比掺量为0时的抗折强度分别提高1.6%、41.6%和21.4%，可见7天时，随着掺量的增加，丙烯酸乳液对砂浆抗折强度的改善作用并不明显，可能是由于丙烯酸乳液对水泥砂浆中引入了更多的气体，降低了水泥砂浆的密实度。另外丙烯酸乳液具有缓凝作用，聚合物颗粒早期均匀分散在水泥颗粒周围，对水泥水化形成阻碍，聚合物颗粒达到一定程度时，继续增多对抗折强度不利。而28天和56天时，水泥水化较完全，又由于聚合物属于柔性物质，其成膜效应与水泥水化产物形成致密的空间网状结构，增大了水泥石结构与骨料的粘结，有利于砂浆的抗折强度。环氧乳液、丁苯乳液与丙烯酸乳液同属于聚合物乳液，有着相似的性质，且图中可以看出，两种聚合物乳液对砂浆的抗折强度都起到了一定的改善作用，且丁苯乳液改性砂浆抗折强度的改善更明显。

  

图1 单掺聚合物乳液对砂浆抗折强度的影响

2.2.2 护理质量关键要素控制 第一，患者安全质量控制，护理管理者聚焦重点科室、重点环节，对频发事件分类先提出控制策略，如高危患者的安全控制，对每位患者入院时压疮、跌倒、导管滑脱等高危因素进行筛选并采取积极有效的措施降低风险。另外建立护理不良事件报告系统，设立护理安全质控员，实时采集患者不安全因素，构建患者安全管理屏障。第二，患者服务质量控制，根据患者需求及护理工作专业的要求，制定护理服务流程和护理服务评价标准，随时了解患者对护理工作的建议，掌握患者对护理服务的评价结果，研究护理服务失效补救系统，为患者提供优质护理服务。

  

图2 单掺聚合物对砂浆抗压强度的影响

2.2 复掺丁苯乳液与超细矿物掺合料对砂浆力学性能的影响

析结果见表6。

从图4中可以看出，砂浆的抗折强度和抗压强度均随水灰比的增大而降低。这是由于水灰比越小，有利于砂浆的密实度，但较小的水灰比不利于砂浆的工作性能，为达到较高要求的施工性，较多掺量的高效减水剂势必会增加材料成本，故水灰比还需控制在合理的范围内。

 

表3 因素水平表

  

编号 水灰比 硅灰/% 超细粉煤灰/% 丁苯乳液/%1 0.25 5 0 5 2 0.3 10 5 10 3 0.4 15 10 15

试验选用L9的正交表，试验组数共9组，每组成型6个试件，每三个试件为一小组，分别在7天和28天不同的龄期下进行试验研究。试验方案见表4，其试验结果见表5。对试验结果进行分析，求出各水平的综合数据平均值，其分

图5 和图6显示硅灰和超细粉煤灰对砂浆抗折强度和抗压强度的影响。图中可以看出，当硅灰掺量小于10%范围内，随掺量的增加，砂浆7天和28天的抗折强度和抗压强度增长速度较快，这是由于微小粒径硅灰的加入，改善了水泥胶凝材料的级配，增大了水泥砂浆的密实度，又由于硅灰活性较高，对促进水泥水化。掺量大于10%后，抗折强度和抗压强度略有降低的趋势。可见硅灰在掺量10%时，对抗折强度和抗压强度的改善最好。

超细矿物掺合料是一种无机矿物细粉，掺入混凝土中能改变新拌混凝土和硬化混凝土的性能。另外，矿物超细掺合料能在砂浆和混凝土的配制中起到减水作用，又由于矿物超细掺合料颗粒直径极小，与水泥颗粒形成良好的级配，可以产生 “超叠加效应”，改善砂浆的孔结构，提高砂浆密实度，对砂浆的性能具有明显的改善。同时超细矿物掺合料活性极高，具有胶凝性和火山灰性，有利于胶凝材料的水化，对砂浆后期强度的增长有较大的改善。

 

表 4 L9（34）试验方案

  

编号 水灰比 硅灰/% 超细粉煤灰/% 丁苯乳液/%1 0.25 5 0 5 2 0.25 10 5 10 3 0.25 15 10 15 4 0.3 5 5 15 5 0.3 10 10 5 6 0.3 15 0 10 7 0.4 5 10 10 8 0.4 10 0 15 9 0.4 15 5 5

2.3 试验结果与分析

 

表5 L9（34）试验结果

  

抗折强度 （MPa） 抗压强度 （MPa）编号7d 28d 7d 28d 1 5.4 11 28.6 38.5 2 7.35 15.44 37.2 47.05 3 6.1 12.17 32.4 42.3 4 5.4 11.23 23.4 33.6 5 5.9 15.91 50 78.5 6 6.2 13.1 32.2 50.9 7 4.95 10.45 27.9 43.5 8 4.8 8.9 26.5 34 9 5.6 14.5 47.8 69.3

 

表6 各因素水平下砂浆性能计算分析

  

抗折强度 （MPa） 抗压强度 （MPa）因素及水平7d 28d 7d 28d水灰比0.25 0.3 0.4 6.28 12.87 39.30 58.24 5.83 13.41 35.20 54.33 5.12 11.28 34.07 48.93极差1.16 2.13 5.23 9.31 5% 5.25 10.89 26.63 38.53硅灰10%6.02 13.42 37.90 53.18 15%5.97 13.26 37.47 54.17极差 0.77 2.53 11.27 15.64超细粉煤灰0 5.47 11.00 29.10 41.13 5%6.12 13.72 36.13 49.98 10% 5.65 12.84 36.77 54.77极差 0.65 2.72 7.67 13.64丁苯乳液5% 5.63 13.80 42.13 62.10 10% 6.17 13.00 32.43 47.15 15% 5.43 10.77 27.43 36.63极差 0.74 3.03 14.7 25.47

本试验在复合水泥基体系下，将超细矿物掺合料和丁苯乳液复掺，另对砂浆的水灰比做了变化调整，设计正交试验，利用内掺法，用超细矿物掺合料代替部分水泥，保持胶凝材料的总质量不变。利用外掺法，掺入丁苯乳液，试验采用4因素3水平正交表来安排试验。研究水灰比、硅灰、超细粉煤灰和丁苯乳液对砂浆粘结性能的影响。试验因素水平表见表3。

单掺聚合物对砂浆抗压强度的影响见图2。图中显示，随着聚合物乳液掺量的增加，砂浆的抗压强度呈现不同程度的降低趋势。当掺量为1%时，7天、28天、56天的抗压强度分别为32.6MPa、38.9MPa、44.6MPa。而 NP掺量增加为3%时，7天、28天、56天的抗压强度快速降低，分别为17.3MPa、24.45MPa、22.45MPa。可见NP掺量3%时的抗压强度较低，56天前均小于C30混凝土的强度等级，故砂浆中丙烯酸乳液的掺量不宜超过1%。图中还可以看到，丁苯乳液在一定掺量范围内，对砂浆的抗压强度影响较小，当丁苯乳液掺量为10%时，7天、28天、56天的抗压强度分别为36.7MPa、42.7MPa、52.1MPa，且7天时抗压强度较高，超过C30混凝土的强度等级。相比掺量为0时的抗压强度，分别降低18.6%、16.4%、9.1%。可见丁苯乳液有利于砂浆的后期抗压强度的增长。这主要是因为，随着龄期的增长，均匀散布在水泥颗粒中的聚合物颗粒具有成膜效应，可以与水化产物形成致密的空间网状结构，并与水泥水化产物相互交缠，改善砂浆的内部结构，进而提高砂浆的后期抗压强度。但由于聚合物是柔性物质，自身弹性模量较低，且在搅拌时对砂浆起有引气作用，受压时起不到刚性支撑作用，所以掺有聚合物乳液的砂浆的抗压强度较未掺加的要低。环氧乳液对砂浆抗压强度的影响与丙烯酸乳液和丁苯乳液大致相似，早期对砂浆的抗压强度同样产生不利影响，但56天后的抗压强度随环氧乳液掺量的增加而增大，可能是早期环氧乳液的缓凝作用对砂浆抗压强度影响中占有更大的比例，环氧乳液引气作用影响较小，而后期环氧聚合物乳液的掺入又有利于砂浆的抗压强度。

  

图4 水灰比对砂浆强度的影响

但图4a中显示，当水灰比为0.25时，砂浆的7天抗压强度和28天抗压强度分别为39.3MPa和58.24MPa，而当水灰比为0.4时，砂浆的7天抗压强度和28天抗压强度分别为34.07MPa和48.93MPa，可见，0.4水灰比的7天抗压强度仍大于C30混凝土的抗压强度，强度满足工程要求。

采用硫铝水泥掺量5%和石膏掺量5%作为复合水泥体系的基础配合比，通过分别掺入丙烯酸乳液、环氧乳液和丁苯乳液，对砂浆进行改性。本次试验主要选取水胶比为0.4，尽量满足与后期粘结试验中新混凝土水胶比一致，根据经验选取灰砂比为1∶1。通过单独对三种聚合物乳液掺量的变化，研究其对砂浆抗折强度和抗压强度的影响，在满足施工工作性的基础下，研究出早期高强度的砂浆，为文章后续试验中砂浆对新旧混凝土粘结性能的影响提供参考。本次试验共12组无机砂浆配合比，其中1组未改性砂浆做对比，其余组为聚合物改性砂浆，具体配合比见表1，无机水泥砂浆力学性能见表2。

  

图5 硅灰对砂浆强度的影响

  

图6 超细粉煤灰对砂浆强度的影响

给予坐浴治疗可帮助患者肛周创口部位加强对药液的吸收,促进恢复;经药物浸润后,肛周部位血液循环加快,细胞代谢能力加强,促进创面恢复;坐浴还可以降低对创面的刺激,使得创面保持干净,更好的促进创口愈合。

超细粉煤灰对砂浆抗折强度和抗压强度的影响与硅灰相似，当掺量大于5%时，抗折强度同样出现略有降低的趋势，而抗压强度增大幅度并不大。可见超细粉煤灰掺量5%为最佳。

3 结论

（1）聚合物乳液的掺入，抗压强度虽有不同程度的降低，但可再分散丙烯酸乳液掺量小于1%，丁苯乳液掺量小于10%时的7天抗压强度均仍大于等级C30旧混凝土的抗压强度。本试验中环氧乳液改性砂浆的力学性能较不稳定。

（2）丁苯乳液和超细矿物掺合料复合改性砂浆中，通过正交试验极差分析，丁苯乳液的掺量对砂浆的强度有较大的影响，水灰比对其强度影响最小。

（3）水灰比越小，对砂浆的抗折强度和抗压强度越有利，但不利于砂浆的工作性能。水灰比为0.4时，砂浆的7天抗压强度和28天抗压强度分别为34.07MPa和48.93MPa，可见，0.4水灰比的7天抗压强度仍能大于C30旧混凝土的抗压强度。

（4）硅灰和超细粉煤灰对砂浆的抗压强度和抗折强度有不同程度的提高，本试验中单掺硅灰掺量10%，单掺超细粉煤灰掺量5%时，对抗折强度和抗压强度的改善效果最好。

参考文献

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