聚合物改性水泥砂漿的作用機理以及對砂漿性能的改善

聚合物加入砂漿可通過摻加、拌合及浸漬等方法，因此聚合物砂漿可分為聚合物浸漬砂漿(PIM)，聚合物改性砂漿(PCM)和聚合物砂漿(PM)三類。PIM性能優異，但存在工藝復雜、成本高等缺點;PM也因聚合物的用量大、價格高而不能廣泛用于普通的建筑工程中;PCM則克服了PIM的工藝復雜，PM的聚合物用量大的缺點，同時又能提高普通砂漿的強度、粘結性、耐候性，陽氏其脆性和成本。 下面來說明一下PCM的結構形成過程:聚合物加入砂漿的形式主要有以下幾種:乳液的方式、可再分散粉末或水溶性聚合物粉末的方式以及單體或聚合物的液體樹脂的方式。以乳液形式摻加到水泥混凝土中的聚合物，在水泥混凝土中攪拌均勻后，聚合物乳液顆粒相當均勻地分散在水泥混凝土體系中，隨著水泥的水化，體系中的水不斷地被水化水泥所結合，乳液中的聚合物顆粒會相互融合在一起。隨著水分的不斷減少，聚合物在水泥混凝土中形成空間網結構。這種結構形成過程的模型最著名的有Ohama的單空間網結構模型和Konietzko的雙(www.cnbaowen.net)空間網結構模型。Ohimla的單空間網結構模型認為，在PCM中聚合物形成連續的空間網結構，并包圍著不成網的水泥(或更準確地說是水泥水化物)及骨料等，該模型把整個結構過程分為3個階段。但并非所有的聚合物都在水泥混凝土體系形成上述的結構。Konietzko發現，有些聚合物在某些情況下不能在水泥混凝土體系中形成連續結構，而是以聚合物顆粒的形式堆積在一起，聚合物僅起填充孔隙的作用。 聚合物與水泥是怎么相互作用的呢?聚合物與水泥水化物的相互化學作用問題目前還沒有統一的解釋。早期一般認為，聚合物與水泥水化物之間并沒有發生化學作用，但近來的研究表明:聚合物與無機膠結材料之間可以形成離子鍵形式的化學作用，尤其在聚合物中有聚電解質的情況下可通過離子鍵而形成化學相互作用，紅外光譜分析證明了這一點。 Chandra和Fodin認為：當聚合物或有機化合物及硅酸鹽水泥與水一起攪拌時，在聚合物顆粒與水化產物之間就要產生離子鍵型的化學結合。這種化學作用既對聚合物成膜，也對水泥水化過程有明顯的影響。該過程實際上是聚合物顆粒在無機物顆粒表面形成化合物(即化學吸附)。除了上述的離子鍵型的化學作用外，聚合物或有機物與無機化合物之間也可通過氫鍵、范德華力而相互作用，從而對水泥及水泥混凝土的結構產生有利作用。

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