PNIPAm水凝胶对水泥砂浆性能的影响（双语出版）

来源：中国血液净化杂志2017年第4期北京时间：

作者：徐安花, 吴佳育, 关博文, 陈华鑫

单位：1. 长安大学材料科学与工程学院, 陕西西安 710061;2. 青海省交通科学研究院, 青海西宁 810001

摘要：为了解决道路工程中水泥混凝土易出现的早期收缩开裂、抗冻性差等耐久性问题，采用温度敏感性水凝胶（PNIPAm）作为水泥砂浆的内养护剂，分别研究了不同吸水率、不同掺量PNIPAm对水泥砂浆的工作性能、力学特性以及韧性（折压比）的影响；采用平板法测试了水泥砂浆的早期抗裂性，根据冻融循环快冻法测试了水泥砂浆的抗冻性；利用扫描电子显微镜观察了PNIPAm改性水泥砂浆硬化体的微观结构，并采用压汞法定量测试了PNIPAm改性水泥砂浆的内部孔结构，最后分析了PNIPAm对水泥砂浆的改性机理。结果表明：PNIPAm改善了水泥砂浆的工作性能、抗折强度以及韧性，随着PNIPAm含量的升高，水泥砂浆的抗压强度略有下降；随着水泥水化的进行，水泥砂浆体系中的PNIPAm逐渐融合成薄膜网状结构，这种结构可以有效地分散水泥砂浆内部裂纹的尖端应力，降低水泥砂浆的开裂面积，延长水泥砂浆的开裂时间；PNIPAm释放的水分子对水泥砂浆起到了内养护的作用，使其无害孔含量提高，有害孔含量降低，PNIPAm的掺入有效提高了水泥砂浆的抗冻性能；综合PNIPAm对水泥砂浆强度、抗冻以及抗裂性能的影响，PNIPAm的掺量建议为水泥砂浆总质量的0.5%~0.75%。

关键词：道路工程,水泥砂浆,冻融循环,水凝胶,内养护,抗裂性

基金资助：国家自然科学基金项目（51308062）；青海省重大科技专项项目（2014-GX-A2A）；青海省自然科学基金项目（2017-ZJ-764）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（310831163501，310831172201）