在聚丙烯纖維改性砂漿體系中,由于聚合物屬于高分子結構具有一定的彈性和塑性,可以賦予水泥砂漿新的性能,能有效地改善水泥砂漿的脆性,增強其彈性和韌性,以聚合物做改性劑與水泥砂漿結合起來可以起到性能互補的作用,從而形成結構致密、性能優(yōu)良的具有一定柔韌性的復合材料。

  聚丙烯纖維改性水泥砂漿的成膜及結構形成機理是以纖維形式摻加到水泥砂漿中的聚合物,在水泥砂漿攪拌均勻后,聚丙烯纖維在水的作用下均勻地再分散在水泥砂漿體系中,隨著水泥的水化,體系中的水不斷地被水化水泥所結合,聚合物顆粒會相互融合而連接在一起在水泥表面固化成膜,隨著體系中的水分不斷減少,聚丙烯纖維在水泥砂漿中形成網(wǎng)狀結構,形成水泥基復合材料。其結構形成過程大致分為三個階段。
  第一階段：當膠粉在水泥砂漿攪拌過程中摻入到水泥砂漿后,聚合物顆粒均勻分布在水泥漿體中,形成聚合物水泥漿體。在這一體系中,隨著水泥的水化,水泥凝膠逐漸形成,液相中的達到飽和狀態(tài),同時聚合物顆粒沉積在水泥凝膠凝膠中可包含著未水化的水泥顆粒的表面,這一過程類似于液相中的與礦物表面的硅酸鹽反應形成一層硅酸鈣凝膠的過程。
  第二階段：隨著水量的減少,水泥凝膠結構在發(fā)展,聚丙烯纖維逐漸被限制在毛細孔隙中,隨著水化的進一步進行,毛細孔隙中的水量減少,聚丙烯纖維顆粒絮凝在一起,在水化凝膠包括未水化水泥顆粒的表面形成聚合物密封層,聚合物密封層也粘結了骨料顆粒的表面及水泥水化凝膠與水泥顆粒混合物的表面,因此,混合物中的較大孔隙被有粘結性的聚合物填充。由于水泥漿體中的孔隙尺寸較小,而聚合物顆粒尺寸一般小,因此可以認為聚合物顆粒主要填充在水泥漿體孔隙中。另外一些聚合物分子中的活性基團也能與水泥水化產物發(fā)生交聯(lián)反應,形成特殊的橋鍵作用,改善水泥砂漿硬化體的物理組織結構,緩解內應力,減少微裂縫的產生,從而增加聚合物改性水泥砂漿的致密性。
  第三階段：隨著水化過程的不斷進行,凝聚在一起的聚合物顆粒之間的水分逐漸被全部吸收到水化過程的化學結合水中去,最終聚合物顆粒完全融合在一起形成聚合物網(wǎng)結構,聚丙烯纖維網(wǎng)結構把水泥水化物聯(lián)結在一起,即水泥水化物與聚合物交織纏繞在一起,因而改善了水泥石的結構形態(tài)。

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