改性聚氨酯水泥复合材料的制备及性能研究

发布时间：2024-07-06 11:16

　　硅酸盐水泥是土木工程中不可缺少的原材料,然而其抗拉强度低、易开裂、脆性大等缺点限制了水泥基材料的发展。添加聚合物可以改善水泥的工作性能,增强水泥的韧性。但聚合物在生产及使用过程中需要使用大量的溶剂,不符合可持续发展的理念。因此,迫切需要研究既可以改善水泥混凝土的性能又对环境污染较小的聚合物。本文通过改变聚氨酯原材料的配比制备出了无溶剂自乳化水性聚氨酯(WPU)和无溶剂聚氨酯弹性体(PU),并将这两种材料应用到水泥中改善其性能。首先,采用无溶剂自乳化水性聚氨酯(WPU)作为改性剂来改性水泥。通过测试吸水率,粘度等技术指标,评估了WPU的性能。其次,通过研究不同掺量(3%,5%,7%和9%)下WPU对水泥流动度、凝结时间、抗折、抗压及粘结强度等性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)分析了WPU对水泥水化产物物相组成的影响,通过扫描电镜(SEM)观察了WPU水泥水化产物微观形貌的变化;通过控制固化剂与PU预聚体反应的温度,以水泥,砂为无机填料制备了一种聚氨酯弹性体,通过四点弯曲荷载-位移曲线表征其韧性。主要研究成果如下:(1)WPU延长了水泥浆的初凝,终凝时间,降...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 聚合物改性水泥基材料的现状
    1.2 聚氨酯的概述
        1.2.1 聚氨酯的研究现状及分类
        1.2.2 水性聚氨酯的合成方法
        1.2.3 聚氨酯弹性体的合成方法
    1.3 聚氨酯在水泥中的应用
        1.3.1 聚氨酯泡沫在水泥中的应用
        1.3.2 聚氨酯胶在水泥中的应用
        1.3.3 聚氨酯-环氧树脂复合材料在水泥裂缝中的应用
    1.4 研究目的及主要研究内容
    1.5 研究路线
第2章 原材料及测试方法
    2.1 试验原材料及仪器
    2.2 无溶剂自乳化水泥改性砂浆的性能测试
        2.2.1 无溶剂自乳化水性聚氨酯粘度,固含量的测试
        2.2.2 无溶剂自乳化水性聚氨酯耐水性能测试
        2.2.3 无溶剂自乳化水性聚氨酯稳定性的测试
        2.2.4 无溶剂自乳化水性聚氨酯pH值的测试
        2.2.5 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥净浆流动度试验
        2.2.6 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥凝结时间
        2.2.7 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥砂浆力学性能试验
    2.3 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥砂浆的微观结构分析
        2.3.1 FT-IR分析
        2.3.2 XRD分析
        2.3.3 SEM分析
    2.4 无溶剂聚氨酯水泥弹性体的性能测定
        2.4.1 无溶剂聚氨酯弹性体R值的确定
        2.4.2 无溶剂聚氨酯中预聚体与固化剂的混合温度的确定
        2.4.3 无溶剂聚氨酯拉伸强度测试
        2.4.4 无溶剂聚氨酯表干时间的确定
        2.4.5 无溶剂聚氨酯弹性体改性水泥的韧性研究
第3章 无溶剂自乳化水性聚氨酯及其改性材料制备及性能研究
    3.1 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥砂浆
        3.1.1 无溶剂自乳化水性聚氨酯的制备
        3.1.2 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥砂浆的制备
        3.1.3 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性砂浆的养护方式
    3.2 无溶剂自乳化水性聚氨酯的性能测定
        3.2.1 DMPA含量对无溶剂自乳化水性聚氨酯粘度、稳定性的影响
        3.2.2 R值对无溶剂自乳化水性聚氨酯稳定性以及粘度的影响
        3.2.3 R值对无溶剂自乳化水性聚氨酯吸水率的影响
    3.3 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥复合材料的性能研究
        3.3.1 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥砂浆力学强度
        3.3.2 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥砂浆28d粘结强度
        3.3.3 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥流动性和凝结时间
        3.3.4 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥XRD分析
        3.3.5 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥FT-IR分析
        3.3.6 无溶剂自乳化水性聚氨酯改性水泥SEM分析
    3.4 本章小结
第4章 无溶剂聚氨酯水泥弹性体的制备及性能研究
    4.1 无溶剂聚氨酯弹性体的合成
        4.1.1 试验前的准备工作
        4.1.2 无溶剂聚氨酯预聚体中R值的确定
        4.1.3 无溶剂聚氨酯弹性体合成时间及温度
        4.1.4 无溶剂聚氨酯弹性体的制备
        4.1.5 无溶剂聚氨酯弹性体表干时间的确定
        4.1.6 无溶剂聚氨酯预聚体与固化剂混合温度的确定
    4.2 无溶剂聚氨酯水泥弹性体的制备及性能研究
        4.2.1 无溶剂聚氨酯水泥弹性体的制备
        4.2.2 无溶剂聚氨酯水泥弹性体的粘结强度研究
        4.2.3 无溶剂聚氨酯水泥弹性体的配合比设计
        4.2.4 无溶剂聚氨酯水泥弹性体的韧性研究
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的学术成果
致谢



本文编号：4002472