论文部分内容阅读
针对西北干旱地区的环境条件造成的混凝土外养护效果不佳且极易开裂的现状。采用理论分析、宏观性能试验以及工程应用相结合的研究方法,研制了与西北干旱地区环境相适应的混凝土高吸水树脂(SAP)内养护剂,研究了自主研制的SAP对混凝土性能的影响,提出了SAP内养护混凝土现场施工工艺,为促进西北干旱地区混凝土抗裂技术的发展和SAP内养护在实际工程中的应用提供了重要的参考依据。本文所开展的工作和得到的结论有:首先,采用溶液聚合法和阶梯升温的方式制备了聚丙烯酸-丙烯酰胺高吸水树脂,且基于模糊正交法对合成聚丙烯酸-丙烯酰胺高吸水树脂的工艺参数进行了优化,在最优工艺条件下制备的SAP吸水倍率为626g/g。其次,通过水泥净浆流动性试验和混凝土坍落度试验确定了SAP的合理掺量为0.1%~0.5%;研究SAP掺量和掺加方式对混凝土力学性能的影响可知,内养护混凝土存在一个SAP的合理掺量,预吸水处理的SAP易对混凝土抗压强度造成不利影响,掺加方式确定为干掺;研究了SAP对混凝土体积稳定性的影响得出,SAP能有效改善混凝土的自收缩现象和抗裂性能,且随着SAP掺量的增加,混凝土的自收缩现象逐渐减弱抗裂性能逐渐增强,相对于单一的SAP内养护模式,蒸汽养护+SAP内养护的模式混凝土开裂的改善效果更好;通过水泥浆水化热试验得出,在混凝土中掺入SAP,能较好的延缓水泥水化反应的进行,减少因水化反应产生的总热量,且SAP掺量越多,这种效果越明显;研究SAP对混凝土抗冻性能和抗氯离子渗透能力的影响可知,SAP的掺入对混凝土抗冻性能和抗氯离子渗透能力均有明显改善。然后,通过压汞试验(MIP)和核磁共振试验(NMR)结果分析发现,在SAP掺量对混凝土孔结构的影响中,随SAP掺量增加,混凝土的最可几孔径逐渐增大,混凝土的孔隙率也逐渐增大。过量的SAP对混凝土的孔隙结构将造成不利的影响,导致混凝土强度的降低。把孔隙结构的试验结果与混凝土的收缩开裂对比后发现,掺加适量的SAP会使得混凝土内部的小毛细孔增多,增多的小毛细孔更有利于改善混凝土的收缩,从而减少混凝土的开裂。最后,在SAP内养护混凝土的工程应用中,总结了基于自制高吸水树脂在实际工程中的应用经验,从原材料选择,混凝土拌和、运输及浇筑,混凝土质量检验等方面明确了SAP内养护混凝土的整个施工方案。对比分析了自制高吸水树脂与常用高吸水树脂的经济效益,自制高吸水树脂的成本远低于市面上同类的型高吸水树脂,展现出较大的经济效益。