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水泥具有来源广、价格低、强度高等优点,是建筑领域使用量最大的无机胶凝材料。然而,因为水泥基材料存在毛细吸水而产生冻融、有害离子侵蚀、碳化等物理和化学作用,致使其服役性能退化。研究表明,从改善水泥基材料防水性能入手,可以显著提高水泥基建筑材料的服役寿命。 本文采用全浸泡方式测试水泥砂浆的长期防水行为,以及加速盐溶液侵蚀法测试硫酸盐侵蚀水泥砂浆的强度变化,考察硬脂酸铵和丙烯酸乳液的防水性能。结果发现,0.7%硬脂酸铵掺量的水泥砂浆试块的吸水量是空白样的1/2,且其在5%硫酸钠溶液中侵蚀180d、240d的力学性能优于空白样。而掺丙烯酸乳液的水泥砂浆试块的防水性能和抗硫酸盐侵蚀性能不佳。 采用BET氮吸附法测试水泥石孔结构及孔隙率,研究了防水剂对水泥砂浆力学性能、毛细吸水性和孔结构的影响,分析了三者之间的相互关系。结果表明,硬脂酸铵防水剂具有显著的引气效果,导致水泥砂浆体系内孔结构增多,使水泥砂浆的抗压强度随着硬脂酸铵防水剂的掺量增加而逐渐降低;硬脂酸铵防水剂在0.2%掺量情况下,孔径<20nm的无害孔增多,水泥砂浆的抗折强度增大;在0.7%掺量情况下,孔径>100nm的有害孔增多,导致抗折强度降低;硬脂酸铵防水剂使水泥砂浆的微孔增多,但其依然具有很好的防水效果,随着其掺量的增加,憎水性不断增强、防水性能不断提高。 采用水泥水化热分析仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪等分析技术,研究了硬脂酸铵对水泥水化的影响和硬脂酸铵-水泥石的界面作用,分析了硬脂酸铵防水剂的防水机理。同时,根据毛细吸水动力学和Van Oss理论,估算了水泥石表面自由能成分。结果发现,硬脂酸铵在水泥水化的初期起到了抑制作用,但提高了水泥的最终水化程度;硬脂酸铵防水性能优异,主要是硬脂酸根和水泥石之间产生了稳定的化学吸附,使噌水作用持久有效;硬脂酸根化学吸附在水泥石表面,提高了水泥石表面的憎水性,减小了水泥石表面的总自由能成分,增大了其中的非极性作用成分,减小了其中的极性作用成分。