环氧树脂改性泡沫混凝土性能研究

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由于泡沫混凝土具有经济、环保、节能等显著优势,近年来受到广泛关注。但泡沫混凝土特有的多孔结构,导致其强度低、吸水率大、收缩大、抗渗性差,限制了其在土木工程中的推广应用。水性环氧树脂乳液经固化后,具有强度较高、收缩较低等技术特性。本文研究环氧树脂乳液对泡沫混凝土性能的改性效果,主要研究了环氧树脂乳液掺量对泡沫混凝土力学性能、干燥收缩和抗渗性能的影响。主要研究内容和结果如下:(1)以硅酸盐膨胀水泥、混合水泥(普通硅酸盐水泥:硫铝酸盐水泥=9:1)为胶凝材料,根据力学性能、干缩性能和抗渗性能试验结果,确定了两种水泥泡沫混凝土中环氧树脂乳液的最佳掺量,分别为3.5wt%和4.0wt%。(2)试验结果表明,随环氧树脂乳液掺量增加,两种水泥泡沫混凝土的抗压强度、抗折强度均先增大后降低。在环氧树脂乳液最佳掺量条件下,两种水泥泡沫混凝土的抗压强度增长率均大于抗折强度增长率。(3)研究了不同环氧树脂乳液掺量对泡沫混凝土干缩的影响。试验结果表明,与未改性泡沫混凝土相比,环氧树脂改性泡沫混凝土的干缩受含水率变化的影响降低;随环氧树脂乳液掺量增加,两种水泥泡沫混凝土的56d干缩值均先减小后增大。(4)环氧树脂改性泡沫混凝土的抗渗能力远高于未改性泡沫混凝土。在环氧树脂乳液最佳掺量条件下,两种水泥泡沫混凝土均具有最佳的抗渗性能。(5)研究了环氧树脂改性泡沫混凝土的孔隙结构和微观形貌。电子扫描电镜试验结果表明,环氧树脂改性泡沫混凝土中,环氧树脂乳液掺量对气孔数量、孔隙形态产生一定影响。当环氧树脂乳液掺量低于最佳掺量时,随掺量增加,泡沫混凝土中整体气孔数量增加,小孔数量增加,大孔数量减少,连通孔数量减少;当环氧树脂乳液掺量超过最佳掺量时,大孔与连通孔数量增加。结果表明,环氧树脂固化后可填充孔隙,连接水化产物形成微网架结构,提高泡沫混凝土密实度,从而有利于提高强度、降低干缩和渗透性。(6)研究了环氧树脂乳液对泡沫混凝土表面自由能的影响。试验结果表明,随环氧树脂乳液掺量增加,泡沫混凝土的表面自由能先增大后减小。环氧树脂改性泡沫混凝土的表面自由能越大,混凝土内形成裂缝所需要的初始能量越高,从而有利于提高强度、降低干缩和渗透性。
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