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本课题组对丙烯酸盐溶液改性水泥的研究表明,丙烯酸盐溶液的加入不仅能够优化水泥的孔结构,提高水泥石的抗侵蚀性能,而且还能够提高水泥石的后期强度,强化水泥基体。但是,溶液的制备过程较繁琐,储存及运输过程极为不便。针对这一问题,本实验制备固体丙烯酸钙,对固体丙烯酸钙改性水泥的力学性能、抗侵蚀性能以及水化性能进行研究。实验将自制固体丙烯酸钙单体掺入水泥中,使其在引发剂、促进剂及交联剂作用下随着水泥的不断水化而聚合。实验首先采用正交实验探讨丙烯酸钙及各助剂对水泥力学性能及抗硫酸盐侵蚀性能的影响,进而确定实验最优配比;在实验最优配比的基础上研究固体丙烯酸钙对水泥砂浆的力学性能及混凝土的抗氯离子渗透性能的影响;实验采用红外光谱分析研究固体丙烯酸钙在水泥内部的聚合状况,在此基础上通过水化热分析、DSC-TG分析、XRD分析及SEM分析手段研究丙烯酸钙对水泥水化进程及水化产物形貌的影响。通过正交实验研究固体丙烯酸钙对水泥强度及抗侵蚀性能的影响发现,加入固体丙烯酸钙及各助剂会使水泥的早期强度降低,但是水泥的后期强度明显提高。由实验得出丙烯酸钙及各助剂的最优配比是,固体丙烯酸钙用量为水泥用量的1%,交联剂用量为丙烯酸钙用量的15%,引发剂和促进剂用量分别为丙烯酸钙用量的3%,1.5%,与正交试验中的G3组相吻合;抗硫酸盐侵蚀实验发现,强度实验中最优样G3组试样的抗蚀系数虽然不是最大的,但是也明显高于空白样,其提高幅度约为11.6%;对固体丙烯酸钙改性水泥的抗氯离子渗透性能的研究发现,丙烯酸钙有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能,当丙烯酸钙掺量为1.5%,交联剂掺量为15%,引发剂和促进剂掺量均为1%时,混凝土28d、56d及90d的氯离子渗透系数降幅分别为32.86%、54.27%及38.49%。实验从不同角度采用不同测试手段研究了固体丙烯酸钙对水泥水化性能的影响,研究发现,固体丙烯酸钙影响了早期钙矾石的形成,抑制了钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙的转变。并且,水化早期固体丙烯酸钙改性试样中Ca(OH)2含量较少,但是由28d水化程度看出,固体丙烯酸钙促进了水泥的后期水化,使水泥后期水化更加充分;固体丙烯酸钙影响了试样中水化产物的形貌,空白样中C-S-H凝胶多为无定形态,而改性试样中存在大量网络状的C-S-H(ΙΙ)凝胶,通过对丙烯酸钙与矿物掺合料复合改性水泥的性能的初步研究发现,矿物掺合料与固体丙烯酸钙复合对水泥的抗压强度没有积极意义,但是加入粉煤灰及固体丙烯酸钙后,水泥的抗蚀系数明显提高,且均高于之掺加固体丙烯酸钙时试样的抗蚀系数。当掺入1.5%的固体丙烯酸钙及10%的矿渣时,试样的抗蚀系数明显提高且高于只掺加固体丙烯酸钙的试样。