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本文主要研究砂浆组成材料对砂浆抗裂抗霜性能影响,进而确定砂浆各组成部分的最佳掺量,研制出一种具有较好抗裂抗霜性能的砂浆。以砂浆保水率、初裂时间、裂缝面积、最大裂缝宽度、收缩率、柔韧性能和力学性能来表征砂浆的抗裂性能;以砂浆孔隙率和泛霜面积来表征砂浆的抗霜性能。考察蛭石、粉煤灰、和丙烯酸改性聚醋酸乙烯酯乳液对砂浆抗裂性能的影响以及硅酸钠、硅酸四乙酯、硅溶胶对砂浆抗霜性能的影响。 通过实验以及数据分析,得到以下几点结论: (1)蛭石经过微波炉高火膨胀后改性效果最好,最佳掺量为2%,新拌砂浆的保水率由85.6%提高到93.7%、砂浆试块的失水率由5.75%降低到4.59、砂浆的初裂时间由305min延长到464min、开裂面积由105mm2减小到70.5mm2、最大裂缝宽度由0.85mm减小到0.55mm。 (2)砂浆中掺加粉煤灰后,随着掺量的增大,砂浆的失水率增大,但砂浆的收缩率呈不断减小的趋势,砂浆的抗裂性能也在不断提高,综合考虑,既是砂浆既要有很好的柔韧性、小的收缩率、良好的抗裂性能也要有足够的力学强度,粉煤灰掺量在25%时比较适宜。 (3)丙烯酸改性聚醋酸乙烯酯乳液最佳掺量为15%,新拌砂浆的保水率由85.6%提高到93.5%、砂浆试块的失水率由5.75%降低到5.33%、砂浆的初裂时间由305min延长到670min、开裂面积由105mm2减小到47.5mm2、最大裂缝宽度由0.85mm减小到0.38mm、收缩率由0.43%降低到0.28%、压折比﹤3。 (4)砂浆中复掺蛭石、粉煤灰、丙烯酸改性聚醋酸乙烯酯乳液:蛭石掺量2%、粉煤灰掺量25%、聚合物乳液掺量15%时,新拌砂浆保水率95.3%、砂浆试块失水率4.28%、砂浆试块收缩率0.22%、砂浆初裂时间900min、裂缝面积28mm2、裂缝宽度0.23mm、抗压强度23.5MPa、抗折强度8.3MPa、粘结抗折强度5.8MPa。砂浆在此配比下,经过小范围模拟使用,已经可以满足过程使用标准,解决了砂浆的抗裂问题。 (5)砂浆中复掺蛭石、粉煤灰、丙烯酸改性聚醋酸乙烯酯乳液:蛭石掺量2%、粉煤灰掺量25%、聚合物乳液掺量15%时,砂浆的泛霜程度得到了减小,由开始的10.23%降低到了3.41%,提高了砂浆的抗霜性能。 硅类材料使用的最佳工艺条件:恒温恒湿养护箱中养护,养护时间为28d。①浸泡方式下,浸泡时间为30min。硅酸钠浓度为0.3mol/L、硅酸四乙酯原液、硅酸钠浓度为0.1mol/L,砂浆的孔隙率由20.68%降低到8.43%、8.14%、16.75%,砂浆的泛霜面积由10.23%变化到12.21%、8.14%、7.85%。②刷涂方式下,刷涂次数1次,硅酸钠浓度为1.0mol/L、硅酸四乙酯原液、硅溶胶浓度为0.7mol/L,砂浆的孔隙率由20.68%降低到14.56%、17.45%、17.72%,砂浆的泛霜面积由10.23%变化到12.51%、9.75%、8.54%。 综上所述,在砂浆中添加适当的蛭石、粉煤灰、聚合物乳液可以配制出具有较好抗裂、抗霜性能的砂浆;硅类材料处理后的砂浆试块其孔隙率得到了降低,砂浆的抗霜性能得到了提高。本研究以开发新型蛭石保水剂、电厂废弃物粉煤灰的综合利用、聚合物乳液代替乳胶粉以及新型防水剂硅类材料的开发为特色,对实现节能减排、低碳经济具有促进作用,具有良好的环境效益、社会效益和显著的经济效益。