硫铝酸盐水泥基灌浆料的试验研究

通过改变普通硅酸盐水泥基灌浆料中硫铝酸盐水泥的含量,研究灌浆料的性能受硫铝酸盐水泥掺量的影响。试验结果表明,灌浆料中按照3∶7的比例掺入普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥时,灌浆料力学性能得到显著提高,当龄期为1、3 d时,抗压强度分别为36.8、50 MPa,抗折强度分别为6.0、7.3 MPa。灌浆料的初始流动度达和1d的竖向膨胀率达到要求,分别为305 mm和0.033%。对灌浆料采用X射线衍射、扫描电镜微观性能分析发现,大量钙矾石和凝胶存在于灌浆料内部,且随时间增长Ca原子与Si原子比例逐渐下降,表明灌浆料具有致密的结构和稳定的强度。     

装配式混凝土结构用高性能钢筋套筒灌浆料制备及性能研究

采用快硬硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和石膏三元胶凝材料复配体系,制备高性能微膨胀钢筋套筒灌浆料,研究了硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复配比例、水胶比、硅灰掺量、骨料品种对灌浆料流动性和力学性能的影响。结果表明:硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复配能提高灌浆料的早期抗压强度,当复配比例为2∶8时,1、3 d抗压强度分别达到35.7、61.7 MPa;随水胶比增大,灌浆料流动度增大,抗压强度下降,水胶比为0.26时,灌浆料的初始流动度为335 mm,1、3、28 d抗压强度分别为36.0、61.7、90.6 MPa;适量硅灰能提高灌浆料强度,硅灰掺量为3.0%时,各龄期抗压强度最高,1、3、28 d抗压强度分别为36.9、63.6、92.1 MPa。     

早强型水泥基灌浆料的试验研究

水泥基灌浆料以水泥、矿物掺合料为主要胶凝材料,与外加剂(减水剂、膨胀剂、早强剂、消泡剂等)、微细集料和合适级配的砂等加水搅拌混合后制成,具有大流态、很高的后期强度和微膨胀等特点。通过调整普通硅酸盐水泥以及矿物掺合料不同比例,以硫代硫酸钠、元明粉及纯碱为早强剂,成功配制出具有大流态、较好早强效果的水泥基灌浆料。试验结果表明:随着普通硅酸盐水泥掺量的增加,初始及30 min流动度呈现下降趋势,浆体越来越粘稠,当普通硅酸盐水泥掺量由30%增加到55%时,初始流动度损失13%,30 min流动度损失27%;当普通硅酸盐水泥掺量为40%～45%时,水泥基灌浆料各项性能指标较佳。     

复合水泥配制装配式结构连接套筒灌浆料的试验研究

采用水泥基灌浆套筒进行预装配式混凝土结构节点的连接是目前最常见、最可靠的方式。试验研究了硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥以不同比例混合制备的水泥基灌浆材料工作、力学与变形性能。试验结果表明,硫铝酸盐水泥取代后灌浆料初始流动度及其经时保持能力降低,早龄期抗压、抗折强度提升,后期强度下降,自收缩和干燥收缩减小。综合考虑水泥基灌浆材料工作、力学与体积稳定性能,硫铝酸盐水泥取代普通硅酸盐水泥比例以50%左右为宜。     

高强无收缩水泥基灌浆料的试验研究

通过在普通硅酸盐水泥中加入硫铝酸盐水泥及多种助剂配制高强无收缩灌浆料。主要研究了硫铝酸盐水泥、缓凝剂、塑性膨胀剂、保水剂对灌浆料性能的影响。结果表明,掺入10%的硫铝酸盐水泥、0.03%的复合缓凝剂、0.03%~0.05%的塑性膨胀剂及0.02%的保水剂配制的灌浆料具有大流动性、早强高强和微膨胀等特点。     

超早强支座砂浆灌浆料的配制及性能研究

以低碱硫铝酸盐水泥为基础,通过多种外加剂的调配及各组分的优化配置,研制出具有优良工作性能的超早强支座砂浆灌浆料,并考察了石膏对该支座砂浆流动度、强度等性能的影响规律。结果表明,制备的超早强支座砂浆灌浆料初始和30 min流动度分别为350 mm和310 mm,可实现长时间重力灌浆。该灌浆料硬化后2 h抗压强度达到34.5 MPa,24 h抗折强度达到11.3MPa,24 h抗压强度达到62.3 MPa,90 d抗压强度达到94.7 MPa,且具有无锈蚀、微膨胀、不泌水、耐久性能好、自流平、自密实的特点。     

碳酸钠和铝酸盐水泥复合制备速凝剂的研究

为配制速凝、早强、28 d抗压强度比大且碱含量低的速凝剂,开展了碳酸钠和铝酸盐水泥复合对硅酸盐水泥性能的影响。结果表明,1%碳酸钠与3%铝酸盐水泥复合,可以将硅酸盐水泥的初、终凝时间分别控制在5、10 min以内,且1 d抗压强度达10MPa、28 d抗压强度比达90%。XRD、DTA-TG和SEM测试分析表明,碳酸钠和铝酸盐水泥复合,促进了硅酸盐水泥的早期水化,尤其是促进钙矾石的生成,从而使其早期硬化结构更加致密。     

高流态半柔性路面灌浆料试验研究

以硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作为主要胶凝材料,掺加适量的减水剂、缓凝剂、纤维素等制备高流态半柔性路面灌浆料,通过单因素试验及正交试验确定半柔性路面灌浆料的合适配合比。结果表明,半柔性路面灌浆料的最佳配比为:水胶比1∶2,胶砂比3∶2,硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥(二者质量比为5.7∶1)86%~88%、膨胀剂5%、微珠7%~9%,减水剂、早强剂、硼酸、硼砂、和易性调节剂掺量分别为胶凝材料的0.10%~0.13%、0.04%~0.06%、0.06%~0.07%、0.06%~0.07%、0.01%。制备的半柔性路面灌浆料具有更好的早强性能和工作性能。     

高贝利特硫铝酸盐复合水泥发泡保温板的制备

通过用高强双快高贝利特硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥按一定比例复合后,极大程度上加快了普通硅酸盐水泥的水化反应速率;使复合后形成的水泥基发泡保温板的脱模时间大大缩短,早期强度明显提高,后期强度持续增长,完全解决了普通硅酸盐水泥发泡保温板容易开裂的问题。在相同干密度的前提下,分别对比了不同复合比例浆体流动度、脱模时间及各龄期的抗压强度,最终确定了高强双快高贝利特硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥以40%∶60%比例复合后,干密度为180 kg/m~3时,抗压强度最高,1 d为0.33 MPa,28 d为0.57 MPa,脱模时间:3 h,导热系数为0.054 W/(m·K),完全达到建材行业标准并满足工业化生产的需要,为最优复合比例。     

不同水泥基的低负温套筒灌浆料性能研究

通过测试2种不同水泥基低负温套筒灌浆料和1种常温套筒灌浆料在不同温度环境及养护方式下的流动度和抗压强度,对比研究了三者在低负温环境下的性能差异。结果表明,常温套筒灌浆料在低负温下极易被冻害,强度无法有效增长;掺激发剂的硅酸盐水泥基低负温套筒灌浆料可长期在低负温环境下养护,有良好的低温流动性,-5℃养护28 d抗压强度大于85 MPa;硫铝酸盐水泥基低负温套筒灌浆料只可在低负温环境下短期养护,再转标准养护后强度也能继续增长,-5℃养护7 d+标养28 d抗压强度可达85 MPa以上。     

早强型支座砂浆的试验研究

以高铝水泥、硫铝酸盐水泥及普通硅酸盐水泥为主要胶凝体系,引入石膏及早强型聚羧酸减水剂,对胶凝体系中各组分及相关外加剂进行优化配比试验,配制出高性价比且力学性能稳定的早强支座砂浆。结果表明:在二元水泥体系中,掺入高铝水泥、硫铝酸盐水泥对支座砂浆流动性产生较大影响;通过调整高铝水泥与普通硅酸盐水泥二元水泥体系的比例可以有效地避免支座砂浆后期强度出先倒缩现象;掺加适量石膏能够大大提高超早强支座砂浆的早期强度;早强型PCD掺量为0.3%时,支座砂浆流动性及力学性能最佳。     

不同减水剂下高性能水泥基结构灌浆料微观结构研究

主要从不同减水剂、不同水泥类型两个方面对灌浆料试样放大10000倍的微观结构图像进行对比分析,并结合宏观试验现象,分析了硫铝酸盐水泥基灌浆料强度高于普通硅酸盐水泥基灌浆料强度的内在反应机理。     

减水剂对套筒灌浆料强度影响的试验研究

为了同时发挥硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的优点,现将两种水泥按比例进行复配,配制套筒灌浆料,研究复合胶凝体系的基本性能。研究表明,随着硫铝酸盐水泥的增加,复合胶凝体系的凝结时间逐渐减少,强度有先减少后增加的趋势。在复合水泥最优配比中分别加入萘系和聚羧酸减水剂,研究两种减水剂的单掺效果,根据相关数据确定最佳掺量。随着减水剂的加入,复合胶凝体系的和易性有所改善,复合体系的抗压强度显著提高。     

水泥对负温套筒灌浆料性能的影响

负温套筒灌浆料对满足冬季预制构件灌浆连接的施工要求,具有十分重要的意义。为了充分发挥普通硅酸盐水泥-高铝水泥-硫铝酸盐水泥三元体系的强度优势,考察了在普通硅酸盐水泥中单掺高铝水泥和硫铝酸盐水泥以及复掺混合水泥对负温套筒灌浆料性能的影响。结果表明,同等掺量的条件下,灌浆料的强度为:复掺混合水泥单掺高铝水泥单掺硫铝酸盐水泥。3种水泥混合使用效果要好于单掺高铝水泥或单掺硫铝酸盐水泥,其最佳水泥复掺配合比为:普通硅酸盐水泥70%、高铝水泥20%、硫铝酸盐水泥10%。     

负温水泥基灌浆料的抗压强度研究

研究了防冻剂、早强剂、水泥复配合比例以及胶砂比等参数对水泥基灌浆料抗压强度的影响规律,研究结果表明:随着胶凝材料中硫铝酸盐水泥含量的提高,灌浆料抗压强度呈先增大后降低的趋势,最佳复配合比例为8.5:1.5;随灰砂比增大,灌浆料各龄期抗压强度均增大,但是灰砂比从1:1提高到1.1:1时,抗压强度增长幅度较小;在负温养护阶段,防冻剂对灌浆料抗压强度具有较大影响,掺加防冻剂灌浆料-1、-3 d抗压强度是未掺加防冻剂灌浆料的2倍以上,(-3+28)d强度比未掺加防冻剂灌浆料高出20%;碳酸锂、甲酸钙等早强剂对负温条件下灌浆料的抗压强度影响不大,甚至有负面影响,但是对转入标准养护后的抗压强度有一定的提高作用。     

负温套筒灌浆料的性能研究

负温套筒灌浆料是在普通套筒灌浆料基础上改进研制而成的。通过加快其早期水化反应速度、降低冰点,达到可以在负温环境使用的特殊性能。通过在普通硅酸盐水泥中掺加不同比例的硫铝酸盐水泥、高铝水泥进行试验,并在复掺水泥的基础上掺加促凝剂、缓凝剂、防冻剂,提高水泥在负温环境的水化反应程度,使其早期强度得以快速提高,满足在-5℃的使用要求。     

钢渣微粉在水泥基灌浆料中的应用研究

研究了钢渣微粉以不同比例取代硅酸盐水泥时,对水泥基灌浆料的流动度和抗压强度的影响。结果表明:钢渣微粉取代硅酸盐水泥时,水泥基灌浆料的流动性能得到改善、早期强度下降显著、后期强度则变化不大;取代比例为20%时,可配制出流动度315 mm,1、28 d强度分别达到25.5、78.4 MPa,体积安定性良好的水泥基灌浆料,满足水泥基灌浆料国家标准相关要求。     

外加剂对负温套筒灌浆料性能的影响

不同外加剂对灌浆料性能会产生不同的影响,试验主要考察了在普通硅酸盐水泥、高铝水泥和硫铝酸盐水泥三元复配水泥三元胶凝体系中掺加几种缓凝剂、促凝剂和防冻剂对负温套筒灌浆料凝结时间、流动度和抗压强度等性能的影响。硝酸钠、甲酸钙、硫酸钠的单掺试验和正交试验表明,防冻剂对各龄期抗压强度虽然有一定程度的提高,但对流动度的影响更大,且复掺大于单掺,影响程度为硫酸钠甲酸钙硝酸钠。掺加石膏、酒石酸对负温套筒灌浆料起到缓凝作用,碳酸锂起到促凝作用,其中石膏对负温套筒灌浆料的缓凝效果最为明显。     

低收缩早强型灌浆料的制备与微观机理

采用硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥-石膏三元复合体系制备了低收缩早强型灌浆料,探究了其微观结构形成机理.结果表明：根据最优配合比制备的灌浆料1、3 d抗压强度分别为60.1、75.5 MPa,3 d自收缩率为351.39×10^-6,28 d干燥收缩率为239.75×10^-6,均高于国家标准;灌浆料水化产物中的钙矾石（AFt）晶体相互交错搭接,构成了致密的网状骨架,使灌浆料具有较高的早期强度,而水化硅酸钙凝胶则促进了灌浆料后期强度的发展;AFt表现出的微膨胀作用使灌浆料的收缩变形逐渐变小,进一步保障了其早强与低收缩特性.     

适合快速通车的环保型水泥基灌浆材料性能分析

为了满足道路半刚性基层隐含裂缝的灌浆要求,研究了一种快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥复配的水泥基灌浆材料;同时辅以减水剂对不同配合比灌浆材料的灌浆特性进行了研究。结果表明,得到15min内流动性好、30min达到初凝、2h内强度增长快的水泥基灌浆材料的最佳配合比为水泥∶水∶减水剂=1∶0.35∶0.015,其中快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的比值为0.5625,AS氨基磺酸系减水剂与FDN萘系减水剂1:1复合使用。