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高吸水性凝胶作为一种功能性高分子材料,具有吸水膨胀、高保水、高耐水等优异性能。利用灌浆修复技术,在混凝土结构缝隙中原位合成吸水凝胶,以“以水止水”的技术思路解决混凝土结构渗漏,对开拓吸水凝胶应用领域、提升混凝土结构服役寿命具有重要的工程应用价值。然而,传统吸水凝胶存在机械强度低、韧性差等固有缺陷,大大限制了其在混凝土裂缝止水堵漏领域的应用。有机-无机杂化是聚合物增强常用方法之一。本研究采用有机-无机杂化方法,以聚丙烯酰胺或聚丙烯酸钠为有机凝胶,以硫铝酸盐水泥或硅酸盐水泥为无机凝胶,引入双网络结构设计概念,合成有机-无机双网络水凝胶,以期改善传统水凝胶的机械力学性能。试验以聚丙烯酰胺-硫铝酸盐水泥(PAM/SAC)、聚丙烯酸钠-硅酸盐水泥(P(AA-NaAA)/CC)两种双网络水凝胶为研究对象。重点研究了所制备有机-无机双网络水凝胶的拉伸性能、压缩性能、吸水膨胀性能、粘结性能及处理不同宽度砂浆裂缝的抗渗性能,并通过FT-IR、XRD和SEM等微观测试手段分析了杂化水凝胶的网络结构和组成。研究结论如下:(1)机械性能研究结果表明,水泥的加入能够有效提升所制备有机-无机双网络水凝胶的压缩和拉伸强度,但随着水泥用量增加其拉伸和压缩应变能力降低。对PAM/SAC双网络水凝胶而言,当压缩形变为85%时,其破坏压缩强度可达60MPa,当拉伸形变为2500%时,其断裂拉伸强度达15MPa;对P(AA-NaAA)/CC双网络水凝胶而言,当压缩形变为65%时,其压缩破坏强度可达5.5MPa,当拉伸形变为85%时,其断裂拉伸强度达0.268MPa;(2)吸水溶胀性能研究结果表明,所制备出的两种有机-无机双网络水凝胶既保留了一定的吸水膨胀能力,又具有一定的机械强度,且随水泥含量增加,两种有机-无机双网络水凝胶的吸水速率降低,溶胀平衡吸水(盐)能力降低。当SAC:AM=2.2时,PAM/SAC双网络水凝胶的吸水倍率和体积膨胀倍率分别达16g/g和300%,其吸水溶胀速率可以用一阶和二阶动力学方程进行描述;当CC:AA=0.6时,P(AA-NaAA)/CC双网络水凝胶最大吸水倍率为28g/g,同时具有优良的保水能力和循环吸水性能;(3)修复裂缝止水性能研究表明,利用PAM/SAC双网络水凝胶处理不同裂缝宽度混凝土时,其与水泥砂浆基板间的粘结强度可达1.2MPa,当裂缝宽度为1mm时,PAM/SAC双网络水凝胶的抗渗压力达0.9MPa;(4)微观测试分析结果表明,所制备出的有机-无机双网络水凝胶生成了两种物理性质不同的网络结构,其中以水泥水化产物为主的无机凝胶(刚性骨架)作为第一网络,以大量交联的高分子聚合物(柔性基体)作为第二网络,两种网络互相穿插、纠缠从而起到增强机械强度的作用;热重分析结果还表明水泥的加入能显著提升水凝胶的热稳定性。