摘 要在水泥中添加矿物掺和料不仅可以节省熟料而且通过一定的技术手段可以提高水泥的性能，因此矿物掺和料受到人们的青睐而聚合物改性水泥以其独特的粘结强度，抗腐蚀能力，及抗渗防水效果也在水泥领域占有重要地位本论文结合矿物掺和料与聚合物的优点，研究了丙烯酸钙与矿物掺合料复合对水泥强度及抗蚀性能的影响实验采用以粉煤灰和矿渣为变量，丙烯酸钙为定量的方式根据水泥抗压强度与抗硫酸盐腐蚀性两个性能指标来探讨最优的矿物掺和料与丙烯酸钙的配比又通过X射线衍射（XRD）与扫描电镜（SEM）两种材料测试方法来分析最优配比及异常配比对水泥水化性能的影响经试验得出最优配比为：关键词：矿物掺和料；聚合物；丙烯酸钙；抗压强度；抗硫酸盐侵蚀性ABSTRACTCement is an indispensable material in building industry. However, there are some defects in its hardened structure , for example, bigger fragility and more pores. These deficiencies result in poor durability of cement. In this experiment, we mainly study the monomer of acrylic calcium / magnesium. The monomer supplemented with auxiliaries (cross-linking agent, etc) possess low viscosity, good compatibility and cohesiveness with cement, etc. Adding this serous fluid to the cement can improve the physical and chemical performance and corrosion resistance of cement. Because there are polymers forming in the process of the body, and these polymers can fill pores in cement,Orthogonal test in this thesis is beneficial for us to select optimal acrylic calcium / magnesium and additives formula. Then in the basis of orthogonal test, we have researched the effect of cement on mechanical properties caused by the change monomer content . Finally, we use scanning electron microscopy (SEM)、 X-ray diffraction (XRD) and other testing methods to study the effect of optimal case on the cement hydration.It`s proved that the optimal ratio of acrylic calcium / magnesium is 5:5, while the initiator (potassium per-sulfate) is 3% (relative to the monomer), and for accelerant (trimethylamine) is 0, cross-linking agent (butyl acrylate)is 10%; Furthermore, the best monomer content is 1.0%.Keywords: ordinary portland cement; acrylate; organic monomer; compressive strength; corrosion resistance目 录摘要 IABSTRACT II1 前言 11.1 课题背景 11.2 水泥的抗硫酸盐侵蚀性…………………………………………………… ..21.2.1 水泥化学腐蚀的种类 21.2.2 水泥硫酸盐腐蚀的机理 31.2.3 提高水泥抗腐蚀性的方法 31.3 矿物掺合料水泥(PMC) 41.3.1 矿物掺合料水泥的发展现状 41.3.2 矿物掺合料在水泥中的作用效果 41.4 聚合物改性水泥 51.4.1 聚合物改性水泥的发展状况 51.4.2 丙烯酸盐改性水泥的发展状况 61.4.3 丙烯酸盐浆液的组成与性质 61.4.5 丙烯酸盐与水泥的作用机理 61.5 本课题研究的内容和目的 ............................................................................7 1.5.1 本课题研究的内容……………………………………………………7 1.5.2 本课题研究的目的……………………………………………………72 实验部分 62.1 试验原材料及仪器 62.1.1 试验原材料 62.1.2 实验仪器 62.2 试验过程概述 82.3 实验具体操作 102.3.1 丙烯酸钙溶液的制备 102.3.2 标准稠度需水量的测定 102.3.3 凝结时间的测定 112.3.4 抗压强度的测定 122.3.5 抗硫酸盐侵蚀的测定 123 实验数据处理 143.1 标准稠度需水量 143.2 凝结时间 203.3 抗压强度 203.4 抗硫酸盐侵蚀性 223.5 本章小结 244 机理分析 254.1 抗压强度净浆试样的机理分析 25 4.1.1 试样1d扫描电镜及X衍射分析 26 4.1.2 试样3d扫描电镜及X衍射分析 27 4.1.3 试样28d扫描电镜及X衍射分析 284.2 抗硫酸盐侵蚀性砂浆试样的机理分析 254.2.1 试样1d扫描电镜及X衍射分析 264.2.2 试样3d扫描电镜及X衍射分析 274.2.3 试样28d扫描电镜及X衍射分析 284.3 本章小结 305 结论 31参考文献 32致谢 34I内蒙古化工职业学院毕业论文1 前言1.1 课题背景自从1796年英国人J.帕克用泥灰岩烧制出罗马水泥以来，水泥已有200多年的历史。
1824年，英国建筑工人约瑟夫·阿斯谱丁发明了波特兰水泥并取得了专利权波特兰水泥具有优良的建筑性能，在水泥史上具有划时代的意义发展至今，水泥已是土木建筑工程中通用的建筑材料，由于其具有良好的水硬性及和易性，是优质的胶凝材料且生产原料来源广泛、价格低廉，生产工艺简单，产量极大，现成为当今世界使用最多的建筑材料我国是水泥生产大国，新型干法水泥产量位居世界第一2010年，我国水泥产量达到18.68亿吨，产量占全球产量50%以上水泥在为工程建设做出巨大贡献的同时，也给我们带来了严重的环境污染与能源的巨大消耗等问题水泥工业对环境影响主要是粉尘污染，其粉尘排放量占全国工业粉尘排放总量的40%左右此外水泥工业还向空气中排放出大量的CO2，SO2和氮氧化物每年生产水泥都需要消耗大量的标准煤与电力能源，尽管我国水泥行业已加大产业转型力度，回转窑取代了立窑，大力发展余热发电项目，但是水泥仍然是高耗能产业，能源转换效率低，综合能耗较国际先进水平差距为23%随着我国基础设施的逐步完善，越来越多的大型水坝，大型桥梁，超高型大楼，海洋工程等大型土木工程将被修建，水泥的工作环境越来越恶劣，迫切需要更高性能的水泥水泥的性能与水泥水化后的水泥石的成分，结构及密实度有关。
水泥石的结构连结越紧密，水泥的性能就越好聚合物填充于水泥空隙中，能在骨料和水泥浆之间形成具有一定粘结强度的薄层使水泥水化产物基体形成能相互交织在一起的网络结构，此外，聚合物中的活性基团与某些水泥水化产物发生化学反应，生成化学键，有效提高了水泥水化产物、聚合物膜层及骨料之间的粘结性能，从而改善水泥的性能[29]聚合物改性剂使水泥基材料的抗压强度、抗折强度、粘结性能、耐酸碱盐侵蚀性能、抗磨蚀性能、抗渗抗冻性能、韧性、变形性能等性能得到改善水泥水化的实质是孰料矿物中的C3S、C3A、C4AF与水反应生成Ca(OH)2、水化硅酸钙(1-1.5CaO·SiO2·nH2O，简称C-S-H凝胶)和钙矾石C-S-H凝胶是有效的胶凝物质，Ca(OH)2对水泥的强度和抗腐蚀性无作用反而会因溶析反应降低水泥的强度及耐久性因此，降低钙硅比，发展低钙水泥有利于提高水泥性能但由于技术发展尚不成熟故没能充分体现出其优越性向水泥中添加矿物掺合料，一方面能提高水泥的性能，另一方面减少了水泥孰料的使用，充分利用了工业废渣例如，矿渣水泥中，矿渣中的SiO2与Al2O3能和水泥水化产物中的Ca(OH)2反应，产生水化硫铝酸钙及C-S-H凝胶，以便水泥石中的Ca(OH)2含量降低，使抗硫酸盐腐蚀能力增强[1]。
向水泥中添加的矿物掺合料大多为粉煤灰、矿渣、硅灰、火山灰、页岩等粉煤灰与矿渣从结构上来说，均以玻璃态结构为主从化学成分来看，它们的含钙量都很低粉煤灰只具有火山灰活性而矿渣的化学成分接近硅酸盐水泥，具有胶凝特性有时添加矿物掺合料会降低水泥的性能，但是可以通过一定的技术手段，来激发矿物掺合料的活性，来提高水泥性能1.2水泥的抗硫酸盐腐蚀性1.2.1水泥化学腐蚀的种类 水泥石有比较好的耐久性，然而在外界环境的作用下还会受到或多或少的腐蚀混凝土被认为是暴露在极端环境中最常用的材料[2]，而水泥是混凝土中重要的组成部分水泥腐蚀的种类分为化学腐蚀，物理腐蚀及物理化学腐蚀其中化学腐蚀最为常见，而且腐蚀程度颇为严重一般情况下，水泥石受到的化学腐蚀分为酸性腐蚀，碱性腐蚀，硫酸盐腐蚀及淡水腐蚀在有机或无机酸溶液中水泥浆体受到化学溶解和腐蚀的两重作用，从而易溶于盐，加快了浆体的腐蚀酸性溶液中的氢离子与酸根离子与水泥浆体中的氢氧根离子和钙离子结合成钙盐和水，从而腐蚀水泥可见酸性侵蚀的强弱程度与氢离子的浓度有很大的关系酸性越强，氢离子浓度越大，对水泥石的腐蚀作用就越显著当氢离子多到一定的程度时，它能直接与水化或未水化的铝酸钙，硅酸钙起作用，严重破坏了水泥的浆体结构。
酸性侵蚀的程度还与酸根离子的种类有关，多数酸能与浆体组分生成可溶性的盐，如硝酸能生成硝酸钙化工业中往往产生许多酸性废弃物，于是水泥的化工防腐变的很重要然而在一般的环境中，最常见的是碳酸大气中富含CO2溶于水后变成酸性溶液从而腐蚀水泥石CO2腐蚀水泥石，尤其是在油田上，湿环境中的油气含有大量CO2腐蚀水泥石，减短油井基础设施的使用寿命，甚至会造成油井设施的瘫痪，带来巨大的经济损失影响CO2腐蚀水泥的原因有腐蚀时间，腐蚀温度及CO2分压腐蚀时间越长，腐蚀温度越高，CO2分压越大，CO2腐蚀水泥的程度就越大CO2与水泥石中的水化产物发生反应，改变了水泥石的结构，从而影响水泥石的性能[3]虽然水泥混凝土本身就具有一定的抗碱腐蚀能力，但是如果碱性过大，时间过长，水泥石。