环保型聚合物改性防水砂浆的制备及性能研究
Feng-qing Zhao , Hao Li, Shao-jie Liu, Jian-bo Chen
河北大学化工学院，石家庄050018，中国
摘要：一种新的环境友好型聚合物改性防水砂浆（PMWM）是通过在生态水泥中添加乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）/醋酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯（Va-VeoVa）的混合物（可再分散乳胶粉）、尾矿、石英砂、添加剂制成的，其中生态水泥是通过混合磨削钢渣、高炉渣、粉煤灰和活化剂制成的。基于正交试验获得了PMWM的最佳材料配比（wt%）：可再分散乳胶粉11%；水泥/沙子=1:3.5（尾矿/石英=1:3）；EVA/Va-VeoVa=1:1；减水剂用量为水泥重量的1.5%。产品符合JC/T 984-2005（中国专业标准：聚合物水泥防水砂浆）。讨论了影响砂浆性能的因素。
关键词：防水砂浆；聚合物砂浆；生态水泥；尾矿
- 前言
聚合物改性水泥砂浆（PMMS）是广泛使用的建筑材料，可作为瓷砖粘结剂、正面涂料、覆盖物和道路建设修复材料。随着无机有机材料的协同效应，传统的刚性防水材料的抗弯强度低、粘结强度低、韧性差、易开裂等缺陷可以得到改善。因此，这些年来PMMS已越来越受到人们的重视。PMWM是通过向传统的刚性水泥砂浆中添加聚合物来达到防水要求。然而，大多数文章仅仅是关于聚合物的类型或者PMA等性能，作为工业废弃物的应用，所报告的信息是有限的。随着全球环境的日益恶化，人们开始关注资源和能源消耗、二氧化碳排放和废弃物回收利用。材料的回收利用被期望能够满足方法更灵活、简单的预处理、减少能源消耗和环境污染等要求。
这项工作的目的是制备一种新型环境友好型聚合物改性防水砂浆PMWM，其胶凝材料是由钢渣、矿渣、粉煤灰和活化剂制备成的，石英砂的部分是利用工业上难以利用的固体废物铁尾矿取代。作为一种改性水泥砂浆，可再分散乳胶粉EVA和Va-VeoVa被用来改善水泥砂浆的力学性能、施工性能和耐水性。
- 试验部分
2.1试验材料
利用矿渣、钢渣、粉煤灰和活化剂制备获得了生态水泥，其性能在表1中列出；42.5级别的普通硅酸盐水泥，由鹿泉鼎鑫水泥有限公司生产；EVA和Va-VeoVa采用商业可再分散乳胶粉；石英砂是中粗砂，细度模数为2.3-3.7.细粒尾矿（80mu;m筛下，17%）是由承德铜兴矿业有限公司提供。为了提高PMWM的性能所添加的消泡剂和减水剂是由河北外加剂厂提供。
表1 生态水泥的性能
|
80mu;m筛下/% |
凝固时间 /（h：min） |
抗弯强度/MPa |
抗压强度/MPa |
正常稠度需水量/ml |
稳定性 |
|||
|
初凝 |
终凝 |
3天 |
28天 |
3天 |
28天 |
|||
|
2.0 |
1:38 |
3:25 |
5.55 |
7.55 |
22.5 |
53.2 |
28.1 |
合格 |
2.2试验方法
2.2.1样品的制备与测试
制备的生态水泥、石英砂、铁尾矿、可再分散乳胶粉、添加剂混合形成防水砂浆，然后与水混合，制备测试样品（40mmtimes;400mmtimes;160mm）。成型后，试样在模具中养护24小时后脱模，脱模后在温度为20plusmn;2℃，相对湿度（RH）为90plusmn;5%条件下养护至理想阶段。机械强度、稠度及抗渗试验分别按GB/T 1767 1-1999、JGJ70-90和DL/T 5126-2001标准测定。
这里所有的值都是取三块试样测试值得平均值，SEM由HITACHI S-570扫描电子显微镜测定。
2.2.2正交试验
利用正交阵列技术得到了砂浆的最佳配比。基于我们的探索性实验和其他相关报道，三个主要因素，可再分散性乳胶粉的用量（A）、胶砂比（B）和EVA/Va-VeoVa比被选出来做配料优化实验。在这里，“沙”是指石英砂尾矿混合物（尾矿/石英砂=1:3）。消泡剂和减水剂用量分别为0.2wt%和0.5wt%（基于胶凝材料的重量）。因素和水平列于表2.
表2 正交试验的因素和水平
|
水平 |
因素 |
||
|
可再分散性乳胶粉wt%（A） |
胶砂比（B） |
EVA/Va–Veo Va 比（C） |
|
|
1 |
8 |
1:3 |
1:3 |
|
2 |
12 |
1:4 |
1:1 |
|
3 |
16 |
1:5 |
3:1 |
- 实验结果和分析
3.1正交试验的直观分析
表3是正交试验的结果。我们用28天的抗压强度C、抗折强度F以及他们的比值（C/F）为参考。
表3 实验数据
|
试验编号 |
1 |
2 |
3 |
28天砂浆强度 |
C/F值 |
|
|
A |
B |
C |
抗压强度 |
抗折强度 |
||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
30.3 |
7.1 |
4.3 |
|
2 |
1 |
2 |
2 |
28.4 |
8.8 |
3.2 |
|
3 |
1 |
3 |
3 |
23.4 |
7.7 |
3.0 |
|
4 |
2 |
1 |
2 |
26.6 |
9.3 |
2.9 |
|
5 |
2 |
2 |
3 |
22.5 |
8.5 |
2.6 |
|
6 |
2 |
3 |
1 |
22.0 |
9.0 |
2.4 |
|
7 |
3 |
1 |
3 |
25.7 |
8.0 |
3.2 |
|
8 |
3 |
2 |
1 |
22.4 |
8.1 |
2.8 |
|
9 |
3 |
3 |
2 |
22.1 |
7.6 |
2.9 |
|
平均1 |
3.5 |
3.433 |
3.133 |
|||
|
平均2 |
2.6 |
2.833 |
2.933 |
|||
|
平均3 |
2.9 |
2.733 |
2.933 |
|||
|
范围 |
0.9 |
0.7 |
0.2 |
|||
极差分析表明，胶砂比和可再分散乳胶粉对28天的C/F值影响显著。EVA/Va-VeoVa的影响较小。综合考虑28天的抗压和抗折强度值，优化结果为A2B1C2，即可再分散乳胶粉12wt%；胶砂比1:3；EVA/Va-VeoVa为1:1。
3.2产品性能的进一步优化
考虑原材料的成本，通过稍微减少可再分散性乳胶粉（A）和胶砂比（B）的用量来进一步优化砂浆的成分，而砂浆的性能保持良好。调整后的最佳因素水平组合为A2B1C2，即可再分散性乳胶粉11wt%；胶砂比1:3.5；EVA/Va-VeoVa为1:1。结果见表4.
表4 验证试验结果
<t
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料</t
英语原文共 4 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[147495]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
|
技术指标 |
JC/T 984-2005 |
本产品 |
|
|
外观 |
均匀，无结块 |
均匀，无结块 |
|
|
凝固时间 |
初凝 |
ge;45min |
60min |
|
终凝 |
le;12h |
8h15min |
|
|
抗渗压力/MPa |
ge;1.0 |
1.3 |
|
|
28天 |
ge;1.5 |
1.8 |
|
|
抗压强度/MPa |
28天 |
ge;24.0 |
28.4 |
|
抗折强度/MPa |
28天 |
ge;8.0 |
10.1 |
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
