摘 要

本文主要研究了沸石粉、乳胶粉、三种纤维素和矿物掺合料对硅酸盐水泥抗泛碱性能的影响，并通过单掺与正交复掺实验制备了抹面净浆和砂浆试件，并对其流动度、强度和抗泛碱效果进行了分析，论文所得结果对抗泛碱剂的研制具有重要的指导意义。研究结果如下：

1. 纤维素（甲基）作为抗泛碱剂的效果非常显著，且用量极少，对强度影响不大，非常适合做抗泛碱剂的配方掺料；
2. 乳胶粉也是非常高效的抗泛碱剂成分，但是使用时应注意用量，虽然稍多的掺量可以同时兼顾抗泛碱效果与较高强度，但在实际施工中，其过低的流动度会造成诸多不便；
3. 实验数据中可以发现随着偏高岭土与沸石粉掺量的增加，砂浆的抗泛碱性能和强度都有较大提升，但为了使流动度处在便于施工水平，沸石粉不宜掺入过多；
4. 通过正交法复掺后，综合考虑流动度，抗折、抗压强度和抗泛碱性能，本实验的最佳配方为水泥：偏高岭土：沸石粉：乳胶粉：纤维素：砂=900：54：36：9：1.35：0.45：900，其中纤维素为甲基纤维素。

关键词：硅酸盐水泥；泛碱；矿物掺合料；外加剂；性能

Abstract

This paper studies the effects of the portland cement anti-efflorescence properties influenced by zeolite powder, emulsion powder, mineral admixtures and three kinds of cellulose , prepares plaster paste and mortar specimens by single doped and compounding experiments and analyzes its fluidity, compressive strength and flexural strength to efflorescence effect. The paper’s research results has an important guiding significance on the study of anti-efflorescence agent. The results are as follows:

(1)It is very significant of Methyl Cellulose(MC) as an anti-efflorescence agents .It is very suitable for the formulation of anti-efflorescence agent admixture as little amount of Cellulose has little effect on strength;

(2)Emulsion powder is also an effective anti-efflorescence agent component, but should be careful of the amount during the use proccess, though a little more content have a good properties on both the anti-efflorescence and the high strength, but in the practical application, it will cause inconvenience because of its low fluidity;

(3)It can be concluded from the experimental data that with the increase of the content of metakaolin and the zeolite powder,the properties of mortar’s anti-efflorescence effect and strength both have a significantly improved, but in order to facilitate the construction level of fluidity ,the zeolite powder shouldn’t be incorporated too much.

(4)After the compounding experiments，considering the fluidity, flexural strength，compressive strength and the anti-efflorescence effect, the best formula for the cement of this experiment is: metakaolin: zeolite powder: emulsion powder:cellulose: sand = 900: 54: 36: 9: 1.35: 0.45: 900, the cellulose is MethylCellulose(MC).

Key Words：Portland cement;admixtures;efflorescence;mineral admixtures;properties

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 研究目的与意义 1

1.2 水泥泛碱的研究现状 1

1.2.1 水泥泛碱机理 1

1.2.2 国内外研究现状 2

1.3 主要研究内容 6

第2章 实验原料及实验方法 7

2.1 实验原料 7

2.1.1 硅酸盐水泥 7

2.1.2 砂 7

2.1.3 矿物掺合料 7

2.1.4 乳胶粉 7

2.1.5 纤维素 8

2.1.6 沸石粉 8

2.2 实验方法 8

2.2.1 流动度测试 8

2.2.2 力学性能测试 8

2.2.3 试样泛碱面积的测定 8

2.2.4 砂浆试件的制作及养护 8

第3章 原料单掺对砂浆抗泛碱性能的影响 10

3.1 净浆的制备 10

3.2 净浆的涂抹 11

3.3 养护与筛选 11

3.4 泛碱面积的图像分析 11

3.4.1 粉煤灰 12

3.4.2 硅灰 12

3.4.3 偏高岭土 12

3.4.4 乳胶粉 13

3.4.5 纤维素 13

3.4.6 沸石粉 14

第4章 抗泛碱剂的制备 15

4.1 泛碱面积的测定与分析 16

4.2 流动度与抗压、抗折强度的对比分析 17

4.3 本章小结 17

第五章 结论与展望 19

5.1 结论 19

5.2 展望 19

参考文献 20

第1章 绪 论

1.1 研究目的与意义

普通混凝土主要组分为硅酸盐水泥，遇到空气或者墙体内的水气，硅酸根离子发生水解反应，生成的氢氧根离子与金属离子结合形成溶解度较小的氢氧化物(化学性质为碱性)，遇到气温的升高，水蒸气蒸发，将氢氧化物从墙体中析出，随着水分的逐渐蒸发，氢氧化物就被析出于混凝土水泥表面，日积月累，使得原本装饰的涂料或者油漆等物被顶起，不再黏附墙面，发生泛白、起皮、脱落的现象，这一过程称之为“泛碱”。泛碱会污染墙面，影响建筑物外墙的装饰效果，美感，立面观感效果，建筑工程观感质量和粉刷质量，对建筑物外观的美感及耐久性都有较大危害。泛碱还可能造成结构安全隐患，水分在墙体内迁移的过程中对砖体和砂浆的冲刷、溶蚀作用使得墙身的承载能力降低，墙身表面的粉化剥落使得墙身的结构断面不断地减小，单位面积承受荷载加大，增加了结构的不安全因素^[1]。因此，水泥抗泛碱剂的研制一直具有重要的现实意义。

本文旨在以硅酸盐水泥为基础，筛选适合的活性矿物掺合料和外加剂，通过单掺与正交复掺实验总结出适合于实际需要的抗泛碱剂组分掺量。

1.2 水泥泛碱的研究现状

1.2.1 水泥泛碱机理

水泥的主要成份是硅酸钙CaSiO₃，在遇水时C₃S，C₂S水化生成C—S—H凝胶，同时会生成大量Ca(OH)₂，由于Ca(OH)₂会溶解于水形成游离Ca² 。在水大量存在的情况下，水便成为流动载体，将大量的 Ca² 通过瓷砖、石材或填缝剂本身内部的毛细孔和缝隙渗透到砂浆或石材(瓷砖)表面，到达表面的Ca² 与空气中的CO₂反应生成CaCO₃并沉积在表面形成泛碱。与此同时，如果某些硅酸盐水泥中的碱性氧化物含量过高，对应的水泥基砂浆产品加水拌和后，会形成大量游离Na 、K ，它们会和水泥中的CaSO₄等硫酸盐反应形成Na₂SO₄、K₂SO₄等水溶性盐类。这些可溶性盐也会以水为载体迁移到材料表面，并随着水的蒸发而析晶为白霜状物质。如上所述的游离Ca² 、Na 、K 等随水迁移到材料表面的动力来源于毛细现象^[2]。