摘 要

水泥混凝土作为应用广泛的建筑材料，存在抗弯拉强度低，脆性大等缺陷，而丁苯乳液则能增强水泥基材料的韧性及抗弯拉强度。作为一种通用热塑性聚合物，根据乳化剂的不同可分为阴离子丁苯乳液、阳离子丁苯乳液和非离子丁苯乳液三类，不同类型的丁苯乳液对水泥水化特性、力学性能、耐久性能等有着不同的影响。本论文重点研究不同类型的丁苯乳液改性水泥基材料的性能，通过测试三种丁苯乳液改性水泥基材料的针入度、化学结合水、孔隙率、抗折抗压强度和干热冻融循环的强度损失，研究了丁苯乳液种类及掺量对水泥水化特性、力学性能及耐久性能的影响，获得的主要结论如下：

（1）丁苯乳液可延缓水泥初凝与终凝时间，不同类型的丁苯乳液对水泥缓凝效果不同，延缓时间长短的顺序为：阳离子丁苯乳液gt;非离子丁苯乳液gt;阴离子丁苯乳液；

（2）丁苯乳液改性水泥砂浆的抗折强度随丁苯乳液掺量的增加而增加，在早期，相同掺量下三种丁苯乳液改性水泥的抗折强度大小顺序为：阴离子丁苯乳液改性水泥gt;阳离子丁苯乳液改性水泥gt;非离子丁苯乳液改性水泥，而后期三种改性水泥抗折强度的大小相同；

（3）丁苯乳液能提高水泥基材料的抗冻融和抗干热性能，从而使力学强度损失率变小，且聚灰比越大，损失率越来越小。

关键词：丁苯乳液；水化；孔隙率；力学性能；耐久性

Abstract

Cement concrete as a building material with wide application, there are some defects such as low tensile strength, brittleness and so on. Styrene butadiene is widely used as thermoplastic polymer to enhance the toughness and flexural tensile strength of cement based materials. Styrene butadiene emulsion has three types of (anionic, cationic and nonionic), different types of styrene butadiene emulsion on cement hydration properties, mechanical properties, durability has a different effects. Therefore, this paper focuses on the different types of styrene butadiene latex change the performance of cement based materials.  

This paper tested the three kind of styrene butadiene emulsion modified cement-based material penetration, chemically bound water, porosity, Flexural and compressive strength  and dry freezing and thawing circulation strength loss, of styrene butadiene emulsion type and dosage on cement hydration properties, mechanical properties and durability of effect. 

Research results show that: 

(1) the emulsion of styrene butadiene styrene (butadiene styrene) has delayed the initial and final setting time of cement, The effect of different types of styrene butadiene emulsion on cement retarding effect is different, and the extension of time are: Cationic styrene butadiene emulsiongt; Nonionic styrene butadiene emulsion gt; Anionic styrene butadiene emulsion;
(2) the flexural strength of styrene butadiene emulsion modified cement mortar increases with the increase of the amount of styrene butadiene emulsion. In the early stage, the bending strength of three kinds of styrene butadiene latex modified cement is the same as that of the same dosage: Anionic styrene butadiene emulsion modified cement gt; Cationic Styrene Butadiene emulsion modified cement gt; Nonionic styrene butadiene emulsion modified cement, And the latter three kinds of modified cement bending strength of the same size; 
(3) styrene butadiene emulsion can improve the performance of cement based materials of freeze-thaw resistance and resistance to dry heat, reduce the rate of loss of mechanical strength and with the increase of the styrene butadiene emulsion to mix the quantity, the loss rate is more and more small. 

Key words: styrene butadiene emulsion; hydration; porosity; mechanical properties; durability 

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2聚合物改性水泥基材料的研究 1

1.2.1聚合物改性水泥微观结构的研究 1

1.2.2聚合物改性混凝土孔结构的研究 2

1.2.3 聚合物对改性混凝土耐久性的影响 2

1.3丁苯乳液改性水泥基材料的研究 3

1.3.1丁苯乳液改性砂浆水化机理的研究 3

1.3.2丁苯乳液对水泥混凝土力学性能的影响 4

1.4 本文研究目的与主要研究内容 4

第2章 实验部分 6

2.1 实验原料 6

2.2 实验仪器 6

2.3 实验方法 6

2.3.1 丁苯乳液改性水泥砂浆和净浆的制备 6

2.3.2 抗冻融循环性能测试 7

2.3.3 抗干热循环性能测试 7

2.4 性能测试 7

2.4.1 力学性能测试 7

2.4.2 孔隙率测试 8

2.4.3 针入度测试 8

2.4.4 化学结合水测试 9

第3章 结果与讨论 10

3.1丁苯乳液类型和掺量对水泥的凝结时间的影响 10

3.2丁苯乳液类型和掺量对水泥的水化程度的影响 11

3.3丁苯乳液类型和掺量对水泥砂浆孔隙率的影响 12

3.4丁苯乳液类型和掺量对水泥砂浆力学性能的影响 14

3.4.1抗折强度 14

3.4.2抗压强度 15

3.5丁苯乳液类型和掺量对水泥砂浆耐久性的影响 16

3.5.1抗冻融循环 16

3.5.2抗干热循环 18

第4章 结论 21

参考文献 22

致 谢 24

第1章 绪论

1.1引言

21世纪以来，混凝土技术的持续发展以及我国技术经济需求的不断提高，混凝土在各种现代化的工程建设中得到了广泛应用，投入到里面上的资金也越来越多，与此同时也对现代混凝土各个方面的性能提出了更高的要求。传统的水泥混凝土材料是最常见的建筑材料，具有很多优点，例如抗压强度高、制备容易等；然而水泥材料也存在很多缺点，例如抗折强度低、韧性差等，同时在服役过程中会受到酸及盐类化合物的侵蚀，这些因素会降低水泥混凝土材料的使用性能和寿命^[1]。

用聚合物对传统水泥砂浆进行改性，可不同程度的解决以上这些缺陷，从而提高砂浆力学性能和耐久性能。聚合物改性混凝土就是用有机高分子材料来改善水泥材料从而得到的高强度、高质量混凝土。与普通混凝土相比，聚合物改性混凝土在某些方面拥有更好的性能。掺入聚合物的水泥混凝土内部结构会发生一系列的变化，这种变化让混凝土内部形成出现一种空间网状结构，水泥混凝土的柔韧性、抗折强度、抗裂性及抵抗裂纹扩展的韧性都增强。

目前，聚合物改性混凝土的性能已经得到广泛认可，随着聚合物改性混凝土研究的深入，多种聚合物乳液被关注研究，常见的聚合物乳液如^[2]：丁苯橡胶乳液、乙烯-乙酸乙烯乳液、丙苯乳液等。其中丁苯橡胶乳液以产量大、价钱便宜等优势，备受研究人员青睐。因此，开展丁苯乳液对水泥混凝土各方面影响的研究具有重要的理论与现实意义。