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砂浆是建筑工程中应用量大、使用面广的建筑材料之一，广泛应用于建筑物的砌筑与抹面工程。普通水泥砂浆是典型的脆性材料，在建筑墙体的砌筑与内外抹面施工中，往往会产生不可恢复的收缩裂缝，引起结构物墙体渗漏和粉刷层脱落，影响建筑物外观，危害建筑物的使用寿命。掺加引气减水剂是工程上解决砂浆开裂和渗漏问题常用的措施。木质素磺酸盐系减水剂来源于可再生资源，价格低廉、无毒无害，具有减水和引气双重功效，系统研究其对砂浆抗裂防渗性能的影响及其作用机理，可为开发具有良好抗裂防渗性能的砂浆外加剂提供基础数据与理论指导，它的应用也将为我们带来巨大的经济效益和环境效益。
本论文将改性木质素磺酸盐系高效减水剂(GCL1、GCL1-3A、GCL1-6A、GCL1-M1)与木质素磺酸钙(CLS)、萘系高效减水剂(FDN)及砂浆宝进行对比，研究减水剂对水泥水化温升、新拌砂浆性能、砂浆微观结构及硬化砂浆力学性能与耐久性能的影响，探索木质素磺酸盐系减水剂对砂浆抗裂防渗性影响的作用机理。
研究结果表明，减水剂对砂浆的限制性开裂有一定的抑制作用，其中GCL1-6A对抑制砂浆开裂的效果较好，其次是CLS，它们在干燥龄期60d的裂纹宽度分别为0.125mm和0.132mm，均低于基准砂浆的0.149mm；FDN和木质素磺酸盐系减水剂对砂浆早期和后期的抗渗性均有不同程度的提高作用，其中CLS对提高砂浆抗渗性最有利，可使砂浆28d抗渗性提高92％。综合考虑减水剂对砂浆开裂和渗透性两方面的影响，发现木质素磺酸盐系减水剂CLS和GCL1-6A对提高砂浆的抗裂防渗性效果较好。
对掺减水剂砂浆的新拌性能、力学性能及收缩性能的研究发现，木质素磺酸盐系减水剂属于引气型减水剂，其中GCL1-M1的引气性最强，可使新拌砂浆密度减小13.4％，但次于砂浆宝；在减水率和保水性方面，木质素磺酸盐系减水剂的减水率在掺量0.2％～0.4％时可达18％～28％，减水效果好于FDN，其中GCL1-M1的减水率最大、保水性最好；在力学性能方面，木质素磺酸盐系减水剂砂浆的抗压强度和抗折强度均有一定的提高。其中GCL1-6A的增强作用最大，它在掺量0.2％～0.4％时可使砂浆28d抗压强度和抗折强度分别提高29％～56％和19％～23％，较FDN的增强效果好，而具有强引气性的砂浆宝则会削弱砂浆的强度；砂浆宝和GCL1-M1对砂浆折压比的提高作用最大，可使28d折压比分别提高50％和17.6％，CLS次之；减水剂对砂浆早期收缩的影响大于后期，CLS和GCL1-6A对砂浆减缩作用最大，可使砂浆3d收缩值分别减少41％和36％，而 FDN最小。对水泥水化温升的测定发现，木质素磺酸盐系减水剂既能降低水泥水化温峰值，又能推迟水化温峰出现的时间，其中GCL1对水泥水化温峰的出现时间延迟作用最强；进一步对水泥石微观形貌进行观察表明，缓凝型减水剂CLS、GCL1、GCL1-3A和GCL1-6A使水泥石结构更加密实，有利于提高水泥石的强度和抗渗性；GCL1-M1和砂浆宝会在水泥石中引入气孔，砂浆宝的引气性过大，会对砂浆的抗压强度和抗渗性产生不利影响；
在砂浆孔结构方面，木质素磺酸盐系减水剂均增大了砂浆的总孔隙率，其中GCL1-M1的增大幅度最大，达13.7％，其砂浆中大于0.1μm的孔及0.1μm～1μm的毛细孔数量在所有砂浆中也达到最大，分别为9.6％和4.9％，而掺GCL1-3A的砂浆大于0.1μm的孔及0.1μm～1μm的毛细孔数量在掺木质素磺酸盐系减水剂的砂浆中最小，分别为5.4％和3.4％，均低于基准砂浆。结果表明，砂浆中大于0.1μm的孔及毛细孔的数量过多会削弱砂浆力学强度和抗渗性能，且增大砂浆的收缩。
通过以上研究发现，木质素磺酸盐系减水剂的减水分散、引气、泌水和缓凝四个方面的作用分别对砂浆的微观结构、收缩、强度、柔韧性有一定的影响，进而又影响到砂浆的抗裂防渗性。从CLS和GCL1-6A的特性可知，中等引气性、小泌水量和较强缓凝性的减水剂对提高砂浆抗裂防渗性较有利。开裂和抗渗性是密不可分的，两者互为因果，互相制约。开裂必会导致抗渗性的下降，抗渗性的下降又会加速开裂现象的发生，不能孤立地研究两种性能及其作用机理。