以顺丁烯二酸酐(MA),α-甲基丙烯酸(MAA),烯丙基聚氧乙烯醚-1000(APEG-1000)为单体,过硫酸铵(NH4S2O8)为引发剂,合成一种聚羧酸高性能缓凝减水剂。通过红外光谱对减水剂分子共聚反应进行表征,扫描电镜观察水化物微观结构,X射线衍射观察对水化物的影响,进行水泥净浆性能测定。结果表明,在水灰比0.29,减水剂掺量为水泥质量0.3%的情况下,水泥净浆流动度达到340mm,减水率达到30.4%,具有较强的缓凝效果,初凝和终凝时间达到483min和1320min。硬化水泥浆体抗压强度得到提高,与空白样对比,7d和28d抗压强度比达到了121.6%、138.2%。

以普通硅酸盐水泥为结合剂,粉煤灰作掺合料,蛋白类发泡剂和玄武岩纤维,制备了粉煤灰-水泥基泡沫混凝土,探讨了纤维的不同长度、不同掺量对表观密度为900kg/m3的泡沫混凝土早期的性能的影响。结果表明,玄武岩纤维能提高泡沫混凝土早期的抗压强度和抗折强度;吸水性能取决于泡沫混凝土的绝干密度;加入玄武岩纤维对泡沫混凝土的导热系数有一定的增加,其中,纤维掺量的变化对泡沫混凝土的导热系数影响较大。

采用正交试验法对9组纤维泡沫混凝土和1组泡沫混凝土进行强度试验,考察的因素有纤维种类、纤维掺量和纤维长度,同时对不同纤维与浆体基体的结合进行微观分析。通过正交试验的直观分析法比较各因素对纤维泡沫混凝土强度的影响。结果表明:在纤维种类、掺量以及长度三因素中,纤维掺量对纤维泡沫混凝土的强度影响最大,纤维长度影响最小;同时,加入适量的纤维可以提高泡沫混凝土的强度,抗折强度比抗压强度提高更为显著。

研究了玄武岩纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维单掺及复掺对砂浆抗渗抗裂性能、吸水率、抗压抗折强度、线膨胀率的影响。结果表明,纤维能提高砂浆的抗渗抗开裂性能,降低砂浆吸水率,提高砂浆柔韧性,产生一定的膨胀以抵抗砂浆的内部收缩。纤维增强干混砂浆,复掺比单掺效果好。单掺时,增强效果为聚乙烯醇纤维>玄武岩纤维>聚丙烯纤维;复掺时,玄武岩纤维:聚乙烯醇纤维:聚丙烯纤维=1:0:2时,砂浆的抗渗抗裂性能及力学性能达到最佳。

将共聚型木质素-聚羧酸系高效减水剂、未聚合木质素磺酸钙的聚羧酸系高效减水剂、木质素磺酸钙和复配型木质素-聚羧酸系高效减水剂的性能进行比较,探讨了四种不同减水剂对水泥水化的影响。结果表明:共聚型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂可以使木钙中含有使水泥净浆产生闪凝现象的杂质得以减少或消除,使聚羧酸系高效减水剂的保水性提高,且成本远低于聚羧酸系高效减水剂。复配型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂随掺量增加,水泥净浆强度下降,产生负面叠加效果,共聚型木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂随掺量增加,水泥净浆强度提高,改善了木钙造成水泥净浆强度降低的缺陷。共聚型的木质素磺酸钙-聚羧酸系高效减水剂相对于复配型对硅酸三钙水化有一定的促进作用。

通过在高铝水泥中掺入不同掺量(5%、10%、15%、20%)的石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣四种矿物掺合料,研究其对高铝水泥的强度影响及水化作用机理。结果表明,四种掺合料均能不同程度抑制高铝水泥后期强度倒缩;石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣的最佳掺量分别为10%、15%、5%、5%。掺入10%的石灰石、15%的石膏时,高铝水泥的3d强度分别提高6.80%、4.25%,28d强度分别提高11.63%、8.80%;掺入5%的粉煤灰时,28d强度提高9.91%;矿渣的掺入不能提高高铝水泥各龄期强度。

利用实验室自制的蛋白类发泡剂,以普通硅酸盐水泥为结合剂,制备了粉煤灰-水泥基泡沫混凝土。探讨了聚乙烯醇纤维不同长度、掺量对表观密度为700～800kg/m3的泡沫混凝土吸水率、抗压抗折强度、劈裂抗拉强度、收缩率的影响。结果表明,聚乙烯醇纤维可显著增强泡沫混凝土的抗折强度,当纤维长度为12mm、体积率为0.23%时,28d抗折强度增大了43.24%;纤维体积率0.08%时,纤维长度为6mm的泡沫混凝土抗压抗折强度最高。