矿渣粉改性乳液基界面剂的制备及其对混凝土光滑界面黏结性能的影响
Preparation of slag powder modified emulsion-based interface agent and its effect on bonding performance of smooth concrete interface
关键词：
矿渣粉改性乳液基界面剂；混凝土光滑界面黏结性能；拉伸黏结强度；养护方式；长期性能；微观机制
Key words：
Slag powder modified emulsion-based interface agent; Bonding performance of smooth concrete interface; Tensile bond strength; Curing method; Long-term performance; Micro-mechanism
刊期：
2026年第4期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.24110612
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金项目（51908434）。
作者：
廖国胜1，2，张焱喆1，*，秦广崇1，3，陈乐舟4，廖宜顺1，2，梅军鹏1，2
单位：
1.武汉科技大学 城市建设学院，湖北 武汉 430065；2.武汉科技大学 高性能工程结构研究院，湖北 武汉 430065；3.中石化四机石油机械有限公司，湖北 荆州 434020；4.湖北碱克新材料有限公司，湖北 武汉 430065
摘要
为解决混凝土光滑基面与抹面砂浆之间拉伸黏结强度不足的问题，并实现矿渣粉的高值化资源化利用，本文制备了矿渣粉改性乳液基界面剂，以标准瓷砖-混凝土试块界面的拉伸黏结强度为评价指标，研究了矿渣粉掺量（0、5%、10%、15%、20%、25%、30%）、养护方式（标准养护、浸水养护、强碱养护、热老化养护）及养护龄期对混凝土光滑界面黏结性能的影响，并进行了微观分析。结果表明：在4种养护条件下，混凝土光滑界面的黏结性能随矿渣粉掺量增加均呈先升高后降低趋势，且均优于未掺矿渣组，综合复杂服役环境确定矿渣粉最佳掺量为20%；当矿渣粉掺量相同时，在4种养护方式下，混凝土光滑界面的黏结性能由高到低依次为热老化养护＞标准养护＞浸水养护＞强碱养护；掺入20%矿渣粉可显著提升混凝土光滑界面在各养护环境下的长期黏结性能与耐久性能。研究成果可为矿渣粉资源化利用及混凝土光滑界面黏结性能的优化提供理论依据与技术参考。
To address the issue of poor tensile bond strength between smooth concrete substrates and plastering mortars, as well as to realize the high-value resource utilization of slag powder, slag powder modified emulsion-based interface agent was prepared in this study. Taking the tensile bond strength between standard tile-concrete specimens as the evaluation criterion, the effects of slag powder content (0, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%), curing method (standard curing, water immersion curing, alkaline curing, thermal aging curing) and curing age on the bonding performance of smooth concrete interfaces were investigated, and microstructural analysis was performed. The results show that under the four curing conditions, the bonding performance of smooth concrete interfaces first increases and then decreases with the increase of slag powder content, and all values are superior to that of the group without slag powder. The optimum content of slag powder is determined to be 20% considering complex service environments. When the slag powder content is the same, the bonding performance of smooth concrete interfaces under four curing methods ranks in descending order as follows: thermal aging curing > standard curing > water immersion curing > alkaline curing. The addition of 20% slag powder significantly improves the long-term bonding performance and durability of smooth concrete interfaces under various curing conditions. The findings can provide theoretical support and technical guidance for the resource utilization of slag powder and the optimization of bonding behavior at smooth concrete interfaces.
结论
（1）在4种养护方式下，混凝土光滑界面的黏结性能均随矿渣粉掺量增加呈先升高后降低趋势，且均优于未掺矿渣粉对照组，矿渣粉的最佳掺量为20%；当矿渣粉掺量相同时，在不同养护环境下，混凝土光滑界面黏结性能的高低顺序为：热老化养护＞标准养护＞浸水养护＞强碱养护。
（2）在4种养护方式下，适量矿渣粉的掺入均能有效提升混凝土光滑界面的长期黏结性能与耐久性能。其中，在标准养护和热老化养护下，随龄期延长，用AGS0组乳液基界面剂处理的混凝土光滑界面，其长龄期黏结性能略有或明显下降，而用AGS4组乳液基界面剂处理的混凝土光滑界面，其黏结性能持续增长且长期性能更优；在浸水、强碱养护下，随龄期延长，用AGS0组乳液基界面剂处理的混凝土光滑界面，其长龄期黏结效果下降显著，用AGS4组乳液基界面剂处理的混凝土光滑界面，其黏结性能衰减平缓且整体强度更高。
（3）适量矿渣粉掺入后，乳液基界面剂形成更高聚合度的Si-O网络，促进体系致密化；适量矿渣粉可促进水泥水化，增强混凝土光滑界面的黏结性能。
参考文献
[1] 陈格非,许福,李科锋,等.混凝土基体与修补材料界面黏结强度的影响因素综述[J].湘潭大学学报(自然科学版),2023,45(3):12-23.
[2] 王克凡,龙天艳,王娟,等.聚合物乳液对水泥砂浆性能影响的研究[J].混凝土与水泥制品,2023(5):63-67.
[3] ZHAO F Q,LI H,LIU S J,et al.Preparation and properties of an environment friendly polymer-modified waterproof mortar[J].Construction and Building Materials,2011,25(5):2635-2638.
[4] 裴须强,李奇,王赫聪,等.聚合物胶粉改性水泥加固砂浆的制备及性能研究[J].混凝土与水泥制品,2024(8):27-31.
[5] CAO Y,DETWILER R J.Backscattered electron imaging of cement pastes cured at elevated temperatures[J].Cement and Concrete Research,1995,25(3):627-638.
[6] 刘仍光,阎培渝.水泥-矿渣复合胶凝材料中矿渣的水化特性[J].硅酸盐学报,2012,40(8):1112-1118.
[7] 孙文昊,陈俊松,穆松,等.高岩温环境下矿物掺合料对喷射混凝土强度和抗渗性的影响[J].新型建筑材料,2024,51(6):47-51.
[8] 王建方.功能乳液的制备及在外墙外保温中系统中的应用研究[D].无锡:江南大学,2011.
[9] JENNI A,ZURBRIGGEN R,HOLZER L,et al.Changes in microstructures and physical properties of polymer-modified mortars during wet storage[J].Cement and Concrete Research,2005,36(1):79-90.
[10] 黄璐,朱希,蔡再生.苯乙烯改性丙烯酸酯类乳液粘合剂的制备及热性能分析[J].印染助剂,2011,28(12):19-21.
[11] MARTINEZ-RAMIREZ S,FRIAS M.The effect of curing temperature on white cement hydration[J].Construction and Building Materials,2008,23(3):1344-1348.
[12] 黄华,郭梦雪,张伟,等.粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土力学性能与微观结构[J].哈尔滨工业大学学报,2022,54(3):74-84.
[13] 龚瑾.矿物掺合料对瓷砖背胶持续龄期的耐候性影响研究[D].武汉:武汉科技大学,2020.
[14] 刘永毅,任尊超,袁连旺,等.响应曲面法优化高强硅酸盐水泥熟料矿物组成的研究[J].硅酸盐通报,2021,40(4):1088-1096.
[15] WANG M,WANG R M,ZHENG S R,et al.Research on the chemical mechanism in the polyacrylate latex modified cement system[J].Cement and Concrete Research,2015,76:62-69.
[16] 胡新军,欧阳赋畅,郑亮,等.聚合物对碱激发矿渣、偏高岭土胶凝材料性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品,2025(12):98-106.
[17] 蒋志律,杨涛,杨梦盈,等.掺石灰石粉矿渣水泥砂浆的孔结构与抗渗性能[J].混凝土与水泥制品,2024(10):79-83.
[18] 乔丽娜,李小娟,张秀礼,等.废玻璃粉和矿渣对混凝土力学及抗硫酸盐侵蚀性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2024(9):86-91.
引用本文
廖国胜,张焱喆,秦广崇,等.矿渣粉改性乳液基界面剂的制备及其对混凝土光滑界面黏结性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2026,53(4):56-61,80. LIAO G S,ZHANG Y Z,QIN G C,et al.Preparation of slag powder modified emulsion-based interface agent and its effect on bonding performance of smooth concrete interface[J].China Concrete and Cement Products,2026,53(4):56-61,80 (in Chinese).
相关文件