改性水泥砂浆

改性水泥砂浆（精选八篇）

改性水泥砂浆 篇1

我国是世界上的稻谷产量大国, 每年生产稻谷量约为2亿t, 稻壳约占稻谷质量的20%, 每年就有4 000万t稻壳产生, 因此研究稻壳的应用具有重要意义[1]。稻壳的化学成分有粗纤维、木质素、灰分、多缩戊糖、粗蛋白等;稻壳具有多孔性、质轻、耐腐蚀、低密度、低导热性等特点[2]。由于稻壳中的糖分阻碍水泥的水化同时影响稻壳与水泥的黏结, 除去稻壳纤维中的糖类物质是制备稻壳水泥基材料的关键。本文主要研究改性稻壳水泥砂浆的宏观物理性能, 为其作为绿色材料推广应用于新型建筑材料方面奠定理论基础。

2 试验部分

2.1 试验原材料

水泥选用华新堡垒牌42.5硅酸盐水泥, 水泥的标准稠度用水量、凝结时间、安定性和强度经检验均符合规范要求;细集料选用一定级配的干燥河砂;搅拌用水选用自来水;稻壳选自于湖北境内米厂;预处理剂选用硅酸钠, 其化学式为Na2Si O3。

2.2 稻壳预处理

将稻壳浸泡于1%硅酸钠溶液中24 h后, 过滤清洗后, 装入容器中置于烘箱用50℃烘干稻壳表面水分后立即取出。

预处理后的稻壳与没经过预处理的稻壳从表面看起来颜色变浅, 表面更粗糙。可能原因是经过预处理后稻壳表面的蜡质层脱落, 稻壳化学成分中的糖类物质被溶出。

2.3 试块的制备

参照《建筑砂浆基本性能试验方法》 (JGJ70—2009) 中的要求进行水泥砂浆的吸水率、保水率、稠度试验。改性稻壳水泥砂浆试件按照表1质量比制备。

3 试验结果与分析

本次试验以稻壳掺量为试验因素, 本文主要系统研究了当改性稻壳占水泥质量比分别为0%、1%、2%、3%时对水泥基材料的孔隙分布、吸水率、稠度、保水率的影响程度。

3.1 孔隙分布

观察试块断面构造可以发现孔隙的变化, 如图1所示。

图1表示从左往右为改性稻壳掺入量为0%、1%、2%、3%的试块截面图。由图可知, 没有掺入改性稻壳的试块断面孔隙面积小且数量少;随着稻壳掺入量的增加, 断面的孔隙面积逐渐变大, 孔隙数量也越来越多。

3.2 吸水率

表2为改性稻壳水泥砂浆吸水率试验数据。

从表2数据分析可知, 随着改性稻壳掺入量的增加, 水泥砂浆的吸水率逐渐变大。可能原因一是, 稻壳本身会吸收一部分水, 稻壳掺入量越多稻壳吸收水分越多, 导致水泥砂浆吸收率变大;另外一个原因是稻壳外形细长, 稻壳掺入并没有填补拌合物间的空隙, 反而使得拌合物的孔隙率逐渐增大, 从而导致吸水率越大。

3.3 稠度

改性稻壳水泥砂浆稠度试验数据见表3。

通过表3可以看出, 随着稻壳掺入量的增加, 改性稻壳水泥砂浆的稠度值越低。可能原因是稻壳在砂浆搅拌过程中吸收了部分水泥砂浆中的水, 在同等的水灰比情况下, 随着掺入稻壳量的增加, 水泥砂浆越干, 流动性越差, 稠度值越低。

3.4 保水率

表4为改性稻壳水泥砂浆保水率试验的结果。

通过表4可以看出, 稻壳掺入量的增加对水泥砂浆的保水率的影响并不大, 保水率随着稻壳掺入量增加略微变大。可能原因一是, 砂浆中的自由水少, 随着稻壳掺入量增加砂浆中的自由水分越少, 水泥砂浆需水量越大, 保水率也就越大。

4 结语

本文系统研究了改性稻壳水泥基材料的宏观物理性能, 研究结果表明:稻壳经过预处理后表面颜色和粗糙度发生了变化;改性稻壳的掺入使得水泥基材料的孔隙率变大;同时随着稻壳掺入量增加水泥基材料的吸水率增加;且稠度值逐渐变小, 说明水泥基材料的流动性变差;从保水率的试验结果得出, 稻壳掺入量增加对保水率的影响并不大。

参考文献

[1]李新华, 董海洲.粮食加工学[M].北京:中国农业出版社, 2002:9-35.

地面水泥砂浆找平施工方案 篇2

水泥砂浆找平方案

编制时间：2014年8月1日

编制单位：江苏江中集团有限公司

水泥砂浆找平方案

工程概况：枣庄银行营业办公楼工程为高层办公楼，总建筑面积30000㎡。位于枣庄市新城区光明路南，交警支队西侧。基础为筏板基础。

主楼施工垫层时的施工面积较大，适逢雨季施工，表面平整度局部存在高差，计划用1:2水泥砂浆找平。

(一)施工准备

1、主要材料

（1）水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，其标号不应小于P.O42.5,并严禁混用不同品种、不同标号的水泥。

（2）砂：应采用中砂或粗砂，过8㎜孔径筛子，含泥量不应大于3%。

2、主要机具

搅拌机、手推车、木刮杠、木抹子、铁抹子、劈缝溜子、喷壶、铁锹、小水桶、长把刷子、扫帚、钢丝刷、粉线包、錾子、锤子。

3、作业条件：

（1）地面的垫层以及预埋在地面内各种管线已做完。穿过楼面的竖管已安完，管洞已堵塞密实。有地漏房间应找好泛水。

（2）墙面的+50㎝水平标高线已弹在四周墙上。

（3）门框已立好，并在框内侧做好保护，防止手推车碰坏。

（4）墙、顶抹灰已做完。屋面防水做完。

（二）操作工艺

基层处理→找标高、弹线→洒水湿润→抹灰饼和标筋→搅拌砂浆→刷水泥浆结合层→铺水泥砂浆面层→木抹子搓平→铁抹子压第一遍→第二遍压光→第三遍压光→养护

1、基层处理：先将基层上的灰尘扫掉，用钢丝刷和錾子刷净、剔掉灰浆皮和灰渣层，用10%的火碱水溶液刷掉基层上的油污，并用清水及时将碱液冲净。

3、洒水湿润：用喷壶将地面基层均匀洒水一遍。

4、标高控制：抹灰饼和标筋（或称冲筋）：根据面层标高水平线，确定面层抹灰厚度（不应小于20㎜），然后拉水平线开始抹灰饼（5㎝×5㎝）横竖间距为1.5～2.00m，灰饼上平面即为面层标高。

5、搅拌砂浆：水泥砂浆的体积比宜为1：2（水泥：砂），其稠度不应大于35㎜，强度等级不应小于M15。为了控制加水量，应使用搅拌机搅拌均匀，颜色一致。

6、刷水泥浆结合层：在铺设水泥砂浆之前；应涂刷水泥浆一层，其水灰比为0.4～0.5（涂刷之前要将抹灰饼的余灰清扫干净，再洒水湿润），不要涂刷面积过大，随刷随铺面层砂浆。

7、铺水泥砂浆面层：涂刷水泥浆之后紧跟着铺水泥砂浆，在灰饼之间（或标筋之间）将砂浆铺均匀，然后用木刮杠按灰饼（或标筋）高度刮平。铺砂浆时如果灰饼（或标筋）已硬化，木刮杠刮平后，同时将利用过的灰饼（或标筋）敲掉，并用砂浆填平。

8、木抹子搓平：木刮杠刮平后，立即用木抹子搓平，从内向外退着操作，并随时用2m靠尺检查其平整度。

9、采用铁抹子压光：

（1）铁抹子压第一遍：木抹子抹平后，立即用铁抹子压第一遍，直到出浆为止，如果砂浆过稀表面有泌水现象时，可均匀撒一遍干水泥和砂（1：1）的拌合料（砂子要过3㎜筛），再用木抹子用力抹压，使干拌料与砂浆紧密结合一体，吸水后用铁抹子压平。

(2）第二遍压光：面层砂浆初凝后，人踩上去，有脚印但不下陷时，用铁抹子压第二遍，边抹压边把坑凹处填平，表面压平、压光。有分格的地面压过后，应用溜子溜压，做到缝边光直、缝隙清晰、缝内光滑顺直。

（3)第三遍压光：在水泥砂浆终凝前进行第三遍压光（人踩上去稍有脚印），铁抹子抹上去不再有抹纹时，用铁抹子把第二遍抹压时留下的全部抹纹压平、压实、压光（必须在终凝前完成）。

10、养护：地面压光完工后24h，覆盖洒水养护，保持湿润.（三）质量标准：

1、找平层应采用水泥砂浆或水泥混凝土铺设，并就符合有关水泥砂浆整体面层的规定。

A、主控项目

（1）找平层采用碎石或卵石的粒径不应大于其厚度的2/3，含泥量不应不应大于2%；砂为中粗砂，其含泥量不应大于3%。

检验方法：观察检查和检查材质合格证明文件及检测报告。

（2）水泥砂浆体积比或水泥混凝土强度等级应符合设计要求，且水泥砂浆体积比不应小于1：2（或相应的强度等级）；

检验方法：观察检查或检查配合比通知单及检测报告。

（3）有防水要求的建筑地面工程的立管、套管、地漏处严禁渗漏，坡向应正确、无积水。

检验方法：观察检查和蓄水、泼水检验及坡度尺检查。

（4）水泥采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，其强度等级为42.5,不同品种、不同强度等级的水泥严禁混用，检验方法：观察检查和检查材质合格证明文件及检测报告。

（5）水泥砂浆面层的体积比（强度等级）必须符合设计要求；且体积比应为1：2，强度等级不应小于M15。

检验方法：检查配合比通知单和检测报告。

（6）面层与下一层应结合牢固，无空鼓、裂纹。

B、一般项目：

（1）找平层与其下一层结合牢固，不得有空鼓。

检验方法：用小锤轻击检查。

（2）找平层表面应密实，不得有起砂、蜂窝和裂缝等缺陷。

（3）水泥砂浆面层的厚度应符合设计要求，且不应小于20mm。

（5）面层表面应洁净，无裂纹、脱皮、麻面、起砂等缺陷。

（五）应注意的质量问题

1、空鼓、裂缝

（1）基层清理不彻底、不认真：在抹水泥砂浆之前必须将基层上的粘结物、灰尘、油污彻底处理干净，并认真进行清洗湿润，这是保证面层与基层结合牢固、防止空鼓裂缝的一道关键性工序，如果不仔细

认真清除，使面层与基层之间形成一层隔离层，致使上下结合不牢，就会造成面层空鼓裂缝。

（2）涂刷水泥浆结合层不符合要求：在已处理洁净的基层上刷一遍水泥浆，目的地要增强面层与基层的粘结力，因此这是一项重要的工序，涂刷水泥浆稠度要适宜（一般0.4～0.5的水灰比），涂刷时要均匀不得漏刷，面积不要过大，砂浆铺多少刷多少。一般往往是先涂刷一大片，而铺砂浆速度较慢，已刷上去的水泥浆很快干燥，这样不但不起粘结作用，相反起到隔离作用。

芳纶纤维改性水泥砂浆的性能研究 篇3

1 实验

1.1 实验原料

山东淄博水泥42.5R普通硅酸盐水泥 (符合GB/T17671-1999标准要求) 、烟台氨纶股份有限公司生产的纽士达N601型间位短切芳纶纤维 (其横截面为圆形, 主要性能指标见表1) , 河砂 (细度模数2.8, 含泥量<1.5, 符合JGJ52标准要求) 、普通自来水。

1.2 试样的制备

按表2配比成型砂浆试样。水灰比为0.63, 灰砂比为1∶3。芳纶纤维掺加量为纤维占砂浆的体积分数。采用砂浆搅拌机拌合砂浆混合料, 先将水泥、砂和芳纶纤维放入搅拌机内慢速干拌1.5min, 在此过程的最后10s内将水倒入搅拌机, 再快速搅拌1.5min。

1.3 测试方法

按G177-85进行抗折强度测试, 将标准试样插入抗折仪的支梁上, 试件的成型面侧立, 使加荷辊与两个支承辊保持等距。

按照JTJ053-94标准, 将新拌砂浆一次装入截头圆锥金属试模 (Ф70mm×Ф80mm×30mm) , 用捣棒轻轻插捣以除去气泡。1~2h后刮去多余的砂浆, 抹平表面, 24h后脱模。脱模后的试件放在温度为20±3℃, 湿度为65±5%的养护室中养护7d, 然后将试件侧面用密封材料封好装入渗透仪中, 进行渗透试验。水压从0.2MPa开始, 保持2h, 增至0.3MPa。以后每隔1h增加水压0.1MPa, 直至所有试件顶面渗水为止。记录每个试件的最大水压力和保持最大水压的时间。如果水压增至1.5MPa, 而试件仍未透水, 则不再升压, 持荷6h后, 停止试验。将试件沿纵向劈开后测其渗透高度, 用相对渗透系数评定砂浆的抗渗性能。按照下式计算试样的相对渗透系数:

SK——相对渗透系数;

Dm——渗透高度 (mm) ;

T——恒压时间 (6h) ;

W——砂浆的吸水率 (0.03) 。

2 实验结果与分析

2.1 掺加芳纶纤维对砂浆抗折强度的影响

砂浆试样的抗折强度结果如表3所示, 并计算出了各砂浆试样与空白试样F0抗折强度对比的提高幅度。为更加形象地说明掺加芳纶纤维对砂浆抗折强度的影响, 根据表3的实验结果绘制了图1。

通过表3和图1可以看出, 掺加芳纶纤维后试样的抗折强度均有不同程度的提高。在芳纶纤维掺加量不大于1.5kg/m3时, 随芳纶纤维掺加量的增加, 砂浆试样的抗折强度不断提高, 其中试样F3的3d和28d的抗折强度, 分别比空白试样F0的3d和28d的抗折强度提高了22.99%和22.25%;芳纶纤维掺加量超过1.5kg/m3后, 试样F4、F5不同龄期的抗折强度, 与试样F3相比呈现依次下降趋势。

2.2 芳纶纤维对水泥砂浆抗渗性能的影响

按照表2配比的砂浆试样F0-F5, 其抗渗性能实验结果如图2所示。通过图2可以看出, 掺加芳纶纤维后, 可在一定程度上提高砂浆试样的抗渗性能。其中空白水泥砂浆试样F0的相对渗透系数SK是3.67, 在芳纶纤维掺加量不大于1.5kg/m3时, 随芳纶纤维掺加量的增加, 砂浆试样的SK不断降低, 其中试样F3的SK为1.52, 比空白试样F0的降低了58.58%;芳纶纤维掺加量超过1.5kg/m3后, 试样F4、F5的SK, 与试样F3相比有所上升。

2.3 芳纶纤维增强砂浆性能机理的探讨

普通砂浆内部存在微裂缝, 当砂浆承受载荷作用时, 微裂缝进一步扩展, 微裂缝的尖端往往会产生应力集中现象, 影响了砂浆的性能。短切芳纶纤维掺入水泥砂浆后, 在砂浆体系中呈乱向分布, 如图3 (a) 所示。在砂浆试体受外力作用破坏时, 往往碰到杂乱分布的芳纶纤维, 纤维搭接在裂缝处, 阻止或阻碍裂纹的发展, 使已经出现的裂缝扩展速度降低。杂乱分布的芳纶纤维, 在砂浆内呈现三维结构, 形成乱向支撑体系, 这可以有效缓解体系内局部的应力集中现象, 减少裂缝源的数量, 在一定程度上提高了砂浆的抗折、抗渗性能。

随着芳纶纤维掺加量的增加, 水泥砂浆的抗折、抗渗性能不断提高。但当芳纶纤维掺加量超过1.5%时, 继续提高纤维掺加量, 对砂浆性能的贡献不大这是因为此时砂浆单位体积内的纤维数量过多, 有部分纤维相互缠绕、叠加在一起, 在某些局部可能产生结团现象, 如图3 (b) 所示, 使芳纶纤维不能充分发挥其增强作用, 影响其对水泥砂浆性能的贡献。

3 结论

3.1

实验结果表明, 掺加短切芳纶纤维可以有提高砂浆的抗折强度和抗渗性能, 与空白试样相比, 抗折强度可提高22.99%, 相对渗透系数可降低58.58%%;芳纶纤维掺加量超过1.5kg/m3时, 砂浆试样的抗折强度和抗渗性能与试样F3相比呈现依次下降趋势, 这可能是由于砂浆中的芳纶纤维

3.2

芳纶纤维在砂浆内呈现三维结构, 形成乱向支撑体系, 在砂浆试体受外力作用时, 搭接在出现的裂缝处, 阻止或阻碍裂纹的发展, 缓解裂纹尖端的应力集中现象, 减少裂缝源的数量, 提高砂浆的抗折、抗渗性能。

参考文献

[1]QI C, WEISS J, OLEKJ.Characterization of plastic shrinkage cracking in fiber reinforced concrete usingi mage analysis anda modified weibull function[J].Materials and Structures, 2003, 36 (260) :386-395

[2]刘丽芳, 王培铭, 杨晓杰.芳纶纤维参数对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响[J].建筑材料学报, 2005, 8 (3) :239-243

[3]梅迎军, 王培铭, 梁乃兴, 等.纤维增强聚合物水泥砂浆耐磨损及抗冲击性能的试验研究[J].重庆交通学院学报, 2006, 25 (5) :54-57

[4]王秀红, 崔琪.微硅粉对纤维增强水泥物理性能影响的试验研究[J].新型建筑材料, 2007 (11) :49-53

[5]于锦生.纤维复合材料在桥梁工程中的应用[J].纤维复合材料, 2006 (1) :49-52

[6]倪永军, 魏庆朝, 等.纤维增强聚合物抗震加固混凝土柱研究综述[J].北方交通大学学报, 2003, 27 (4) :21-26

[7]何唯平, 程晓芳.路威2008芳纶布在混凝土墩柱加固中的应用技术[J].铁道建筑, 2004 (4) :66-67

[8]贺玲凤, 潘桂梅.芳纶纤维约束混凝土的力学性能研究[J].实验力学, 2003, 18 (4) :538-542

改性水泥砂浆 篇4

纤维与基体的界面特性是决定纤维增强复合材料整体性能的关键因素之一。在大多数纤维增强复合材料中, 作为增强材料的纤维与基体之间存在着性能上的巨大差异, 两者之间的相容性相当有限, 因而界面的黏合比较脆弱。所以, 在实际的材料加工过程中, 必须对纤维表面进行适当处理, 以改善复合材料的界面性能。本文研究了将芳纶纤维进行等离子处理, 改性芳纶纤维和纤维的含量对水泥砂浆制品的抗折强度的影响。

1 实验原料

(1) 水泥山东淄博水泥厂生产的42.5普通硅酸盐水泥 (符合GB/T17671-1999标准要求) 。

(2) 芳纶纤维烟台氨纶股份有限公司生产的纽士达N601型间位短切芳纶纤维, 其横截面为圆形, 主要性能指标见表1) 。

(3) 河砂细度模数2.8, 含泥量<1.5 (符合JGJ52标准要求) 。

(4) 水:普通自来水。

2 实验过程

2.1 纤维的改性处理方法

将芳纶纤维放入JH等离子体多功能实验仪中, 在300 V的电压、20 Pa的大气压下处理5 min。

2.2 试样的制备

按照表2配比成型砂浆试样。芳纶纤维掺加量为纤维占砂浆的体积分数, 水灰比为0.50, 灰砂比为1:3。采用砂浆搅拌机拌和砂浆混合料, 先将水泥、砂和芳纶纤维放入搅拌机内慢速干拌1.5 min, 在此过程的最后10 s内将水倒入搅拌机, 再快速搅拌1.5 min。制成样品后放入恒温恒湿箱中 (20℃, 相对湿度95%) 固化24 h, 试样成型后放入水槽中养护28 d后测试其性能。所用的模具规格为40 mm×40 mm×160 mm。

3 结果与讨论

3.1 掺加芳纶纤维对试样抗折强度的影响

掺加普通芳纶纤维和改性芳纶纤维的试样, 其28 d抗折强度的实验结果见表3。芳纶纤维掺量对砂浆抗折强度的影响见图1。

从表3及图1可以看出, 水泥砂浆试样的抗折强度, 呈现出随着芳纶纤维含量的增多先增大后减小的趋势。空白试样的抗折强度为7.43 MPa, 掺加普通芳纶纤维的试样F1、F2、F3的抗折强度分别为8.55 MPa、8.97 MPa、8.60 MPa, 与空白试样相比分别提高了15.07%、20.72%、15.74%。掺加改性纤维的试样F4、F5、F6的抗折强度分别为9.28 MPa、9.68 MPa、9.37 MPa, 与空白试样相比分别提高了24.90%、30.28%、26.11%。综上分析可知, 当掺加1.5 kg/m3表面改性芳纶纤维时, 试样的强度提高幅度最大。

3.2 改性芳纶纤维增强砂浆性能机理的探讨

在纤维进行等离子体处理时, 同时进行着纤维表面的刻蚀与表面活性氧基团的形成这两种动态的过程。这两种因素都会优化纤维与水泥基体的界面结合。一方面, 表面粗糙度增加, 增大了纤维与基体的啮合, 同时除去了弱界面层, 增加纤维与基体间的接触面积;另一方面提高了纤维的表面性能, 使基体更有效地润湿纤维, 这有利于纤维与水泥基体的界面结合。经过改性的纤维表面比较粗糙, 纤维的表面附着着较多的水泥, 与水泥基体的结合情况较好。而未经过改性的纤维表面比较光滑, 纤维的表面附着的水泥较少, 与水泥基体的结合情况较差。

4 结论

(1) 掺加普通芳纶纤维, 可以在一定程度上提高水泥砂浆的抗折强度;掺加表面改性的芳纶纤维, 可以进一步提高水泥砂浆的抗折强度。与空白水泥砂浆试样相比, 掺加1.5 kg/m3的表面改性芳纶纤维时, 其28 d抗折强度提高了30.28%。

(2) 经过表面改性的芳纶纤维与水泥基体的界面结合状况有较大改善, 使得芳纶表面增加了与水泥结合化学活性基团, 同时使纤维表面变得粗糙, 增加了与水泥基体之间的握裹力, 可以使芳纶纤维与水泥基体形成一个紧密结合的整体。

参考文献

[1]陈惠敏.高性能纤维的低温等离子体表面改性[J].表面技术, 1999, 28 (5) :13-16

[2]刘丽, 张翔, 黄玉东, 张志谦.芳纶表面及界面改性技术的研究现状及发展趋势[M].2002, 27 (4) :12-13

改性水泥砂浆 篇5

聚苯颗粒(简称EPS颗粒)是由废弃的聚苯乙烯塑料经加工制成,具有耐老化、抗腐蚀、无法自然降解的特点[1,2],且使用多为一次性,许多废弃EPS由于处理与降解困难成为城市固体垃圾,对环境造成严重的污染。 同时,EPS具有颗粒密度低、热工性能好等特点[3],通常利用EPS颗粒取代传统骨料配制轻骨料砂浆。 近年来的研究[4,5]表明,以EPS颗粒作为主要原料制备的保温砂浆是一种性能良好的保温材料,但大部分学者集中研究EPS颗粒对砂浆的保温性能影响,对砂浆力学性能以及应用研究较少。 为此,本文研究了废旧的EPS颗粒掺量对水泥砂浆力学性能的影响,以期为废旧聚苯颗粒在水泥砂浆中有效利用提供理论基础。

1试验原料与试验设计

1.1试验原料

水泥:焦作某水泥厂生产的P·O 42.5级硅酸盐水泥。

砂:标准砂。

聚苯颗粒(EPS):废旧泡沫包装材料,破碎后颗粒粒径在1~5mm之间,如图1。

水:自来水。

1.2试样制备

水泥砂浆配合比如表1所示, 水泥∶砂∶水固定为1∶3∶0.5, 聚苯颗粒等体积取代砂子, 取代量为3%、5%、10%和15%。 首先按照表1的配合比准确称取聚苯颗粒、砂、水泥,并将其均匀混合,再加入适量的水,搅拌均匀后进行流动度测定,之后再装入40mm×40mm×160mm的钢模中,置于振动台密实成型,在温度为(20±2)℃,95%相对湿度下养护1d后拆模,放入20℃水中继续养护,取养护到3d、7d、 28d龄期的试件进行抗压强度和抗折强度等力学性能的测试。

g

1.3试验方法

新拌砂浆按GB/T 2419—2005 《水泥胶砂流动度测试方法》 中规定的方法进行跳桌流动度测试, 养护到3d、7d、28d龄期的砂浆试样在WDW-20型电子万能材料试验机进行抗折强度测试,折断后的砂浆试件在TYE-300B型压力试验机进行抗压强度测定。

2试验结果与分析

2.1流动度

聚苯颗粒对水泥砂浆流动度的影响测试结果如图2所示。

由图2可以看出, 随聚苯颗粒掺量的增加,水泥砂浆的流动度先增加后减小。 当掺量低于3%时, 砂浆试样流动度有所增加, 在掺量为3%时达到最大值,较空白试样提高了3.8%,随后砂浆试样流动度下降。

聚苯颗粒轻质和憎水性的特点是影响流动度的主要原因。在低掺量(<3%)时,聚苯颗粒均匀分散在骨料中, 由于其憎水作用颗粒表面形成一层水膜,颗粒及其表面裹夹的空气被水膜包覆,形成滚珠效应,所以,在低掺量时有利于水泥砂浆流动度的提高。 随着聚苯颗粒的增多,颗粒间出现相互接触,摩擦力作用加大,滚珠效应减少,且含量越多降低作用就越明显,所以,随着聚苯颗粒掺量的增大, 水泥砂浆的流动度降低。

2.2抗折强度

聚苯颗粒对水泥砂浆抗折强度影响测试结果如图3所示。

由图3可以看出, 随着聚苯颗粒掺量的增加, 砂浆试样的7d及28d抗折强度均呈下降趋势。 3d龄期试样在较低掺量(<3%)时,抗折强度有所增加, 当掺量为3%时, 达到最大值, 较空白试样提高了11.2%, 随后抗折强度逐渐下降。 聚苯颗粒掺量为15%时, 试件的3d、7d、28d抗折强度分别降低了25.6%、27.3%、38.3%。

由于聚苯颗粒与水泥基体间弹性模量的巨大差异,以及自身强度差,较多聚苯颗粒的加入,使得水泥砂子之间的相互粘结受到影响,造成砂浆孔隙较大,聚苯颗粒对水泥砂浆强度的填隙增强作用小于强度降低作用, 在砂浆折压过程中易于断裂,导致掺量较高的试样抗折强度降低幅度较大。

2.3抗压强度

聚苯颗粒对水泥砂浆抗压强度影响测试结果如图4所示。

由图4可以看出, 随着聚苯颗粒掺量的增加, 试样的3d、7d、28d抗压强度总体呈下降趋势。 3d、 7d龄期的抗压强度降低幅度小于28d; 当掺量为15%时,28d抗压强度较空白试样降低了37.7%,3d、 7d试样分别下降了31.7%和9.97%。 不同龄期试样收缩变形的不同而造成应力集中存在差异,早期应力集中较小,所以,对抗压强度的影响较小。

抗压强度与密度的关系如图5所示。

由图5可以看出,试样3d、7d、28d龄期的抗压强度随密度的增加而增加,且存在线性关系,可以用回归公式表示, 对于3d试样回归公式为式(1), 相关系数为0.9333;7d试样回归公式为式(2),相关系数为0.7858; 28d试样回归公式为式(3),相关系数为0.9644。 可见,抗压强度与密度线性关系都比较显著。

3结论

(1)随聚苯颗粒掺量增加,水泥砂浆试样的流动度先增加后降低,在掺量3%时达到最大值,较空白试样提高了3.8%。

改性水泥砂浆 篇6

关键词：环氧树脂乳液,水泥砂浆,力学性能,粘结强度,收缩,耐久性,显微结构

0 引 言

土木、交通、水利和电力工程中各种混凝土构件和建筑物在服役过程中经受各种物理和化学作用会产生缺陷,造成开裂和剥落,严重影响其使用性能和安全性,必须进行补强加固处理。聚合物砂浆或聚合物改性水泥砂浆是常用的混凝土修补材料,但聚合物改性水泥砂浆的抗压强度通常不及相应的普通水泥砂浆[1,2,3,4,5]。

环氧树脂是一种具有优良力学性能和粘结性能及化学稳定性的胶粘材料,环氧树脂砂浆被广泛应用于建筑物的加固、补强,但其成本高,且不适于潮湿基面的修补。近年来人们通过对环氧树脂进行乳化改性,形成分散在以水为连续相的分散介质中的稳定树脂乳液。与环氧树脂相比,环氧树脂乳液最大的优点是可在室温和潮湿或过湿的环境中固化,能与水泥砂浆、混凝土等常用的水泥基材料混合使用,并能提高上述材料的早期强度、韧性、抗冲击性能,增强防水性能。人们对环氧树脂乳液改性水泥砂浆的性能已作较多研究,但关于其对于砂浆的耐久性及结构的影响鲜见报道[6,7,8,9]。

本文研究环氧乳液改性水泥砂浆的力学性能、粘结性能、收缩性能和耐久性能,分析砂浆的显微结构和孔结构。

1 试 验

1.1 材料

试验所用水泥为新宝集团萧山第二水泥厂产P·O42.5水泥,砂为ISO标准砂。环氧乳液体系为上海绿嘉水性涂料有限公司提供的环氧乳液GEM03和固化剂LJ910,其主要技术性能见表1。

1.2 试验方法

水泥砂浆流动性参照GB/T 2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》测试,砂浆密度、含气量、用于各种性能试验的水性环氧树脂改性水泥砂浆试件的制备、养护及其物理力学性能均按DL/T 5126—2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》进行测试。用扫描电镜观察砂浆试样显微结构,用压汞法分析孔结构。

2 试验结果与讨论

2.1 乳液用量对水泥砂浆密度和含气量的影响

由于乳液的球状颗粒能起到“滚珠”的作用,水性环氧树脂具有一定的增加水泥砂浆流动度的作用,砂浆制备时普通砂浆的水灰比取0.44,而其它砂浆的水灰比为0.39,其中水含量包含了水性环氧树脂乳液带入的水,灰砂比为1∶2.5,流动度为160~180 mm时,聚灰比对改性砂浆密度和含气量的影响见图1。

由图1可见,由于加入水性环氧树脂后改性砂浆的水灰比比普通砂浆小,砂浆密度不同程度地高于普通砂浆。改性砂浆的含气量均高于普通砂浆,说明水性环氧乳液与水泥作用会产生一定量的气体。在本试验范围内,加入水性环氧树脂乳液后,改性砂浆的含气量比普通砂浆最多增加0.4%,不至于对砂浆性能产生较大的不利影响。

2.2 改性砂浆的力学性能和粘结性能(见表2)

从表2可见,环氧树脂乳液对水泥砂浆早期(7 d)抗压强度有一定不利影响,这是由于环氧树脂乳液对水泥水化有明显的延缓作用;但环氧树脂乳液可明显提高水泥砂浆的7 d抗折强度,28 d抗折、抗压强度和抗拉强度,其中28 d的抗折、抗压和抗拉强度比同灰砂比的普通砂浆最高分别提高了6%、22%和28%。水性环氧树脂乳液对砂浆与老砂浆的粘结能力提高更大,本试验中,改性水泥砂浆的粘结强度比同灰砂比的普通砂浆最大提高73%。

2.3 改性砂浆的收缩性能(见图2)

由图2可见,掺入水性环氧树脂乳液后,砂浆各龄期的收缩率明显降低,其中聚灰比为6%、灰砂比为1∶2.5的M6-2.5试样28 d的收缩率为相同灰砂比普通砂浆M0-2.5试样的76.4%;相同灰砂比条件下,随聚灰比的增大,各龄期收缩率减小,聚灰比为10%、灰砂比为1∶2.5的改性砂浆M10-2.5试样28 d收缩率为普通砂浆M0-2.5试样的55.6%。

2.4 改性砂浆的耐久性能

2.4.1 碳化性能

不同环氧树脂乳液掺量砂浆的碳化深度随碳化龄期的变化见图3。

由图3可知,添加水性环氧树脂乳液可显著提高水泥砂浆的抗碳化性能,聚灰比为6%、灰砂比为1∶2.5的砂浆(M6-2.5)3 d、7 d、21 d和28 d碳化深度分别为砂浆M0-2.5的80.6%、60.0%、65.1%和72.3%;聚灰比越大,碳化深度越小。而灰砂比越大,碳化深度越小,聚灰比为8%、灰砂比为1∶2.0的M8-2.0砂浆试件的碳化深度明显小于同聚灰比的灰砂比为1∶2.5的M8-2.5试件。这是由于灰砂比越大,单位体积内Ca(OH)2含量越高,碳化所需消耗的CO2量也越大。

2.4.2 氯离子渗透性能(见图4)

由图4可知,加入乳液后改性砂浆的氯离子渗透深度明显小于未加乳液的砂浆,且乳液含量越高,氯离子渗透深度越小,其中聚灰比为10%的砂浆M10-2.5渗透深度为普通砂浆M0-2.5的47.2%,而灰砂比增大,渗透深度略有减小。

2.4.3 抗冻性能

试验发现,环氧乳液冻融后质量变化较小,因此主要用相对动弹性模量的变化来表征其抗冻性。图5为水性环氧树脂乳液改性砂浆相对动弹性模量随冻融次数的变化。

由图5可知,普通砂浆M0-2.5随冻融的进行损伤较大,冻融175次后相对动弹性模量已降低至60%以下,表明试件已经破坏;水性环氧树脂乳液改性砂浆的动弹性模量随冻融次数的增加降低速率明显低于普通砂浆,本试验中几组水性环氧树脂乳液改性砂浆经175次冻融循环后,相对动弹性模量仍均在60%以上,试件尚未破坏。对于同灰砂比的砂浆,聚灰比越高,不同次数冻融后的相对动弹性模量越高,即抗冻性越好;对于同聚灰比的砂浆,灰砂比越高,抗冻性越好。

2.5 微观分析

2.5.1 显微结构

普通砂浆M0-2.5和水性环氧树脂乳液改性砂浆M8-2.5的SEM照片见图6。

由图6可见,普通砂浆的结构相对比较疏松,其中含有大量片状Ca(OH)2和针状钙矾石,而水性环氧树脂乳液改性砂浆结构比较致密,其中的孔隙大多被聚合物填充,环氧聚合物形成了连续三维网状膜结构,Ca(OH)2较少,而未水化水泥颗粒较多。正是环氧聚合物对孔隙的填充作用和对水泥水化物与骨料的粘结作用赋予了改性砂浆良好的力学性能。对孔隙的填充还堵塞了内部孔隙与外界的通道,阻碍了水分的蒸发与CO2和氯离子的渗入,从而显著降低了水泥砂浆的干燥收缩,提高水泥砂浆的抗碳化性能和抗氯离子渗透性。聚合物膜的低弹性模量使其具有较大的可变形性,尤其堵塞裂缝时可以有效阻止裂缝的扩展,有利于降低砂浆在冻融过程中的结构损伤。

2.5.2 孔结构

普通砂浆M0-2.5和水性环氧树脂乳液改性砂浆M8-2.5硬化28 d试样的孔径分布见表3。

由表3可见,掺加水性环氧树脂乳液后,砂浆的孔径分布发生了较大的变化,即总孔体积和平均孔径均明显减小。改性砂浆M8-2.5的总孔隙率为0.065 cm3/g,比普通砂浆M0-2.5降低了34.5%;砂浆M0-2.5中孔径大于100 nm的孔占总孔体积的35.64%,而砂浆M8-2.5中孔径大于100 nm的孔仅占总孔体积的14.30%,大孔体积大大降低。

3 结 语

(1)掺加水泥用量的6%~10%水性环氧树脂乳液可以有效提高水泥砂浆的抗折、抗压、抗拉强度和与老砂浆的粘结强度。

(2)水性环氧树脂乳液可显著提高水泥砂浆的体积稳定性和耐久性。掺加水泥用量的6%~10%水性环氧树脂乳液后,水泥砂浆的收缩值减小,抗氯离子渗透性、抗碳化性以及抗冻性能均随水性环氧树脂掺量的增加而显著提高。

(3)水性环氧树脂乳液成膜后可以填充砂浆孔隙,降低砂浆孔隙率,减小砂浆平均孔径,增强砂浆中各种组分间的连接,从而改善砂浆性能。

参考文献

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改性水泥砂浆 篇7

苯丙乳液(SAE)是由丙烯酸与苯乙烯单体共聚而成的一类共聚物。苯丙乳液改性砂浆的粘结性能、抗渗性能也较好。用于水泥改性的苯丙乳液的典型特性是:固体含量通常较高,玻璃化温度低于零度,成膜性能好。膨润土具有强烈的吸水性、膨胀性、胶结性、分散性、触变性及阳离子交换性等特性,目前,广泛利用膨润土制作防水材料。

以前有不少试验研究的是聚合物乳液掺量较大情况下的聚合物混凝土的各种性能。与现有大多数文献资料的研究不同,本文采用小剂量苯丙乳液(SAE)与水泥、砂子及煅烧膨润土(偏高岭土)按一定比例配制而成一种聚合物水泥砂浆,研究小剂量聚合物对水泥砂浆性能的影响。

1 试验

1.1 试验原料

水泥:P.O.42.5型水泥;骨料:河砂,表观密度ρ=2.61g/cm3,含泥量<3%,颗粒级配0.315~5mm;苯丙乳液:固体含量43%;自制煅烧膨润土和偏高岭土及市售磷酸三丁酯系消泡剂。

1.2 试验方法

以水泥:砂:水质量比为53:160:33作为砂浆基准配比,偏高岭土、煅烧膨润土按5%的比例等量取代水泥做单因素实验,苯丙乳液按水泥用量的0、0.5%、1%、3%、5%、8%、10%分别掺入各试验配比中,消泡剂为苯丙乳液掺量的1.5%。砂浆拌合物依据JGJ/T 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法》测定其稠度、凝结时间,依据GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》测定其抗压、抗折强度。

2 结果与讨论

2.1 苯丙乳液掺量对稠度的影响

实验结果表明,苯丙乳液的掺入显著改善了水泥砂浆的流动性(图1)。随苯丙乳液掺量的增加,砂浆流动性变化具有一定的规律性,掺量为3%时,基准砂浆与掺入高岭土砂浆的流动性最佳,稠度值分别达108mm和88mm;掺量为5%时,掺入煅烧膨润土砂浆的稠度达93mm。主要原因是苯丙乳液可以起到“滚珠”效应,而且其中含有的表面活性剂可对水泥有分散的作用,因此可以增加稠度,但乳液过多时,容易形成聚合物膜,反而会降低稠度;煅烧膨润土和偏高岭土颗粒较细,有较强的吸水作用,致使其稠度较低。

2.2 苯丙乳液掺量对减水率与凝结时间的影响

苯丙乳液可提高砂浆的工作性能,随着苯丙乳液掺量的增加,砂浆所需用水量逐渐减少,在苯丙乳液掺量为3%时,用水量达到最小值,减水率最大,可达到22.9%,随后随着苯丙乳液掺量继续增加,砂浆所需水量又逐渐增加(图2)。随着苯丙乳液的加入,水泥砂浆的凝结时间延长(图3),主要原因是,苯丙乳液的加入,形成了聚合物膜,阻止了水泥的进一步水化,降低了水泥水化反应的速率,造成凝结时间的延长。

2.3苯丙乳液掺量对抗折、抗压强度的影响

试验结果表明,基准砂浆中,随苯丙乳液的增加,砂浆的7d抗折强度逐步降低,而28d抗折强度则接近普通砂浆的抗折强度(图4),主要是聚合物的保水性能在起作用。抗压强度数据表明改性后的砂浆强度远低于未改性的砂浆,随苯丙乳液掺量的增加,砂浆的抗压强度下降很快,苯丙乳液掺量越多,砂浆的抗压强度越低。分析原因主要是聚合物乳液使水泥砂浆的水化硬化时间延长,同时由于乳液具有引气作用,而消泡剂只能消除一部分气泡,所以改性砂浆存在较多的气孔,苯丙乳液掺量越多气孔也越多,所以强度持续下降。聚合物的改性作用是因为乳液在水泥水化的同时,失水成膜,包住了水泥水化产物和未水化颗粒嵌填在水泥砂浆基体空隙中,阻止砂浆裂纹的扩展,从而提高了粘接材料的粘接强度。加入苯丙乳液后,砂浆的压折比显著降低,虽然其柔性增加,但在强度方面下降太多,影响其使用性能。

掺入5%煅烧膨润土后,砂浆的抗折强度和抗压强度得到了很大的提高(图5),基准砂浆7d抗压强度由24.7MPa提高到34.7MPa,抗折强度由5.6MPa提高到8.1MPa;28d抗压强度由42.8MPa提高到51.4MPa。但是当苯丙乳液的掺量在0.5%~5%之间时,掺入膨润土的砂浆的7天抗折强度却比基准砂浆的7d抗折强度低,28d的抗折强度也是如此;当苯丙乳液的掺量在8%~10%之间时,掺入膨润土后的苯丙乳液砂浆的7d和28d的抗折强度却要高于基准苯丙乳液砂浆的强度。随着苯丙乳液掺量的增加,苯丙乳液砂浆7d和28d的抗折强度先降低后又逐渐增加,其最小值均出现在苯丙乳液掺量为3%时。苯丙乳液的加入使其压折比明显降低,说明聚合物可增加混凝土的柔性,降低其刚性。且当乳液掺量为3%时,其压折比为最低。

掺入5%偏高岭土,苯丙乳液砂浆抗折强度随着乳液的掺入大幅度降低,但超过1.5%后又逐渐提高,当掺量为10%时,其28d抗折强度已达到8.3MPa(图6),接近基准乳液砂浆。抗压强度较基准砂浆的强度也降低较多,苯丙乳液加入量在1.5%~10%之间,对28d抗压强度影响不大。

3 结论

(1)苯丙乳液可显著提高水泥砂浆的流动性,改善水泥砂浆的和易性。相同稠度情况下,在水泥砂浆中加入苯丙乳液可以减少用水量,当乳液掺量为3%时,其减水效果最好。

(2)在水泥砂浆中苯丙乳液掺量越多,砂浆的抗压强度越低,且其强度值远低于未改性砂浆的强度。但是抗折强度存在一个最小值,随后又逐渐回升,但其值仍低于未改性砂浆。

(3)在水泥砂浆中加入5%偏高岭土(煅烧膨润土)可以改善砂浆的性能,砂浆的抗折强度和抗压强度均有较高的增加,掺入偏高岭土的效果比掺入膨润土效果更佳。

摘要：采用复配技术制备苯丙乳液改性水泥修补砂浆,并进行性能研究。探讨了聚合物乳液、偏高岭土、煅烧膨润土等外加剂对该砂浆物理性能的影响。结果表明:苯丙乳液的掺入虽然在一定程度上降低了砂浆的抗压强度,但显著改善了水泥砂浆的和易性和需水量。通过掺加偏高岭土或煅烧膨润土等火山灰活性掺合料可弥补砂浆力学性能的不足。

关键词：苯丙乳液改性砂浆,稠度,凝结时间,强度

参考文献

[1]钟世云,袁华.聚合物在混凝土中的应用[M].北京:化学工业出版社.

[2]祝启坤.膨润土在土木工程中的应用和机理[J].化工矿产地质,2003,6,第25卷第2期.

改性水泥砂浆 篇8

1 试验部分

1.1 原材料

水泥:普通硅酸盐水泥P.O 42.5;砂:中砂, 细度模数为2.6~2.9;有机硅防水剂:环氧基硅烷WD-60防水剂, 湖北环宇化工有限公司。

1.2 有机硅防水砂浆的制备

有机硅防水砂浆可按如下配比制备:砂浆的配合比为水泥∶砂∶水=1∶2∶0.4 (质量比, 下同) , 有机硅防水剂掺量分别为水泥用量的0% (空白样) 、1%、2%、3%、4%、5%。

1.3 测试与表征

凝结时间:参考DL/T 5126—2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》进行测试。

稠度:参考JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行测试。

吸水率:按DL/T 5126—2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》进行测试。

抗压强度:按GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法 (ISO) 法》进行测试。

孔隙率:将成型试件放入干燥箱内烘至恒重, 称取质量M0;等试件冷却至室温后, 放入水温20℃左右的恒温水槽内, 水面高出试件30 mm以上, 保持15d, 然后将试件从水中取出, 用干布抹去表面水分, 立即称取质量Mc。孔隙率计算式如下:

式中, p———孔隙率, %;M0———吸水前试件质量, g;Mc———吸水后试件质量, g;ρc———试件密度, g/cm3;ρw———水的密度, g/cm3。

氯离子含量:从混凝土表面开始, 以1 mm为单位由表及里分层研磨混凝土;配制浓度为1 g/L的Na Cl溶液和6 mol/L的Na NO3溶液, 以不同比例混合, 两种溶液总体积为50 m L;将PH-meter测定仪调至电位档, 读取溶液电位值。

2 结果与讨论

2.1 凝结时间

表1所示为凝结时间试验结果。从表1可以看出:环氧基硅烷WD-60防水剂对砂浆具有缓凝作用, 可明显延缓砂浆的水化, 且延缓作用随有机硅防水剂掺量的增加而增大。这可能是因为有机硅防水剂在水泥颗粒表面形成了疏水的网状交联结构, 进一步延缓了水泥的水化速度, 使C—S—H和Ca (OH) 2的形成变慢。

2.2 稠度

表2所示为稠度试验结果。从表2可以看出, 有机硅防水剂的加入会导致砂浆稠度减小;且随着有机硅防水剂掺量的增加, 砂浆的稠度呈现下降趋势, 流动性也减小。其可能原因是有机硅防水剂具有活性基团, 能与水发生水解缩合反应, 与水泥水化用水产生了竞争, 使得砂浆稠度减小, 流动度也随之减小。另一方面, 有机硅防水剂的加入也会使砂浆体系的黏度增大, 导致砂浆的流动性降低。

2.3 吸水率

表3所示为吸水率试验结果。从表3可以看出, 掺入有机硅防水剂所制备的有机硅防水砂浆的吸水率较空白样明显降低;且随着有机硅防水剂掺量的增加, 吸水率降低越明显, 表明其防水抗渗性能得到了明显改善。主要原因如下:1) 有机硅防水剂表面张力低, 自身具有良好的疏水作用, 当水泥砂浆中掺加有机硅防水剂后, 便具有了一定的疏水作用, 使其抗渗性能得到了提高;2) 有机硅防水砂浆中更多的空隙和孔洞被聚合物粒子所填充, 使得吸水率降低。

2.4 抗压强度

表4所示为抗压强度试验结果。从表4可以得出:掺加有机硅防水剂会降低砂浆的抗压强度, 且随着有机硅防水剂掺量的增加, 砂浆抗压强度的减小趋势越明显。其原因是有机硅防水剂会发生水解、缩聚反应, 生成具有网状交联结构的聚合物, 但该聚合物的弹性模量远远低于水泥砂浆和骨料, 因此, 它只能承受拉应力, 而几乎不能承受压应力。当有机硅防水砂浆受压时, 该聚合物如同砂浆中的孔隙一样, 使得应力集中系数陡增, 造成抗压强度的降低[6]。

2.5 孔隙率

表5所示为孔隙率试验结果。从表5可以得出:掺入有机硅防水剂会增大砂浆的孔隙率, 但随着有机硅防水剂掺量的增加, 孔隙率增大的幅度很小, 总体而言对砂浆孔隙率的影响不是很大。因此, 有机硅防水剂的加入保持了砂浆的呼吸功能, 只轻微影响砂浆的透气性。

2.6 氯离子含量

表6所示为氯离子含量试验结果 (氯离子含量越高, 电位值越高) 。从表6可以看出, 掺入有机硅防水剂所制备的有机硅防水砂浆的电位值较空白样明显降低, 且随着有机硅防水剂掺量的增加, 电位值降低越明显, 即氯离子含量降低越明显, 表明其防水抗渗性能得到了明显改善。主要原因是有机硅防水剂具有憎水性, 它通过在砂浆内部形成一层薄的不透水膜而阻止水分子及水中的氯离子进入, 从而使得电位值降低。

3 结论

在水泥砂浆中掺入有机硅防水剂制备了有机硅防水砂浆, 考察了其凝结时间、稠度、吸水率、抗压强度、孔隙率、氯离子含量等性能。试验结果表明, 有机硅防水剂的加入会降低砂浆的抗压强度, 且有机硅防水剂有很明显的延缓水化的作用, 可以减小砂浆的稠度, 还可明显改善其防水抗渗性能及抗氯离子渗透性能;此外, 有机硅防水剂的加入对砂浆孔隙率的影响也不大, 可以保持砂浆良好的透气性。

参考文献

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