新型高性能水泥基灌浆料的配制研究

以普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、硅灰和膨胀剂为胶凝材料,再以石英砂为骨料制作灌浆砂浆,通过正交试验设计出高强胶凝材料的最佳配比。最后以上述胶凝材料为基础,粗中细三种砂子为骨料,并添加高性能外加剂,通过改变水和胶凝材料以及胶凝材料和骨料的比例,得到符合标准规范的高性能水泥基灌浆料。掺入快硬水泥有快硬早强的效果;为减小灌浆材料的收缩可以掺入适量膨胀剂;掺入硅灰可以提高灌浆材料的强度。综合考虑灌浆料的流动性、竖向膨胀率以及强度和收缩性的影响,确定灌浆料胶砂比为1.2,水胶比为0.34。研究成果对今后水泥基灌浆材料的发展具有一定的参考价值。     

高强度水泥基灌浆料基本力学性能正交试验研究

选用32. 5R复合硅酸盐水泥作为主要胶凝材料,通过正交试验,研究了水胶比、胶砂比、粉煤灰、硅灰、膨胀剂和减水剂对水泥基灌浆料基本力学性能的影响,涉及到的主要性能指标为灌浆料的初始和30min流动度、7d和28d抗压及抗折强度。试验结果表明:水胶比和胶砂比对水泥基灌浆料的综合性能影响最为显著,减水剂的影响作用较小;粉煤灰、硅灰对其流动度及28d强度影响较大;膨胀剂对其7d强度影响较大,尤其是抗折强度,对其他性能的影响不显著;以水泥基灌浆料28d高强度为目标,较大流动度为条件,得到优化的最佳因素水平组合为A2B2C1D3E2F2,即水胶比为0. 34、胶砂比为1∶1. 2、粉煤灰掺量为15%、硅灰掺量为8%、膨胀剂掺量为10%、减水剂掺量为1. 00%。     

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。     

三元矿物掺合料超高强灌浆料的制备及性能研究

基于正交试验研究了微珠、硅灰、矿粉对超高强灌浆料流动度及抗压强度的影响,并通过极差分析得到了较优配合比。结果表明：微珠能有效改善灌浆料的流动度,且掺入适量微珠能提高灌浆料的后期抗压强度;硅灰掺入会增大灌浆料的需水量,使其流动度降低,但掺入适量硅灰能提高灌浆料的1 d抗压强度;矿粉对灌浆料的流动度及抗压强度的提高均有利;当微珠、硅灰、矿粉的掺量分别为胶凝材料总质量的7%、4%、7%时,制备的灌浆料各项性能满足GB/T 50448—2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中Ⅲ类灌浆料的要求。     

套筒灌浆料的研制及应用效果评价

通过试验分析了胶砂比、偏高岭土、减水剂、膨胀剂等对套筒灌浆料的流动度、强度、膨胀率等性能的影响,确定套筒灌浆料的最优胶砂比为5∶5,掺入3.0%的偏高岭土可明显提高套筒灌浆料的后期强度,减水剂、膨胀剂用量分别为胶凝材料的0.30%、10.0%,改善套筒灌浆料的流动度及膨胀率,形成套筒灌浆料的最佳配合比,并按JGJ 355—2015对钢筋半套筒灌浆连接接头的力学性能进行测试,评价套筒灌浆料的应用效果。     

功能组分对水泥基修补砂浆的性能影响研究

通过往水泥基材料中加入外加剂、硅灰等功能组分的方法,研制一种快速修补混凝土裂缝的材料。通过正交试验研究了早强剂,硅灰以及减水剂3种功能组分,对比找出对水泥胶砂快速修补材料强度影响的最佳掺量,以达到水泥胶砂快速修复材料的最佳强度。进一步研究了掺入外加剂和硅灰的水泥基材料的凝结时间。结果表明:掺入一定量的早强剂,硅灰和减水剂对增加水泥胶砂快速修复材料的强度有着显著的影响。通过正交试验分析,早强剂,硅灰,减水剂3种材料的掺量分别占胶凝材料的2%、6%、0.25%能够达到水泥胶砂快速修复材料的最优掺量,并且能够达到混凝土结构快速修复材料7 d抗压强度25 MPa以上,1 d抗折强度5 MPa以上的技术指标。     

矿物微粉对水泥基胶凝材料体系性能影响的研究

研究硅灰、超细矿粉、超细粉煤灰3种矿物微粉对水泥基胶凝材料体系性能的影响。通过单掺、双掺和三掺3种掺入方式,研究硅灰、超细矿粉、超细粉煤灰矿物微粉对水泥基胶凝材料体系胶砂流动度、胶砂强度及颗粒级配的变化规律。研究结果表明,双掺3%超细矿粉和10%超细粉煤灰,水泥基胶凝材料的性能最佳。     

不同膨胀剂对水泥基灌浆料性能的影响

研究了不同种类及掺量的膨胀剂对水泥基灌浆料早期收缩、流动度、硬化后强度等性能的影响.结果表明：硫铝酸盐膨胀剂掺入后，水泥基灌浆料后期膨胀效果较好，但其早期膨胀效果不理想；氧化钙膨胀剂掺入后，水泥基灌浆料早期与后期膨胀效果均较好，但对其流动度与强度有明显不利的影响；塑性膨胀剂能够显著提高浆体塑性阶段的竖向膨胀率，但对水泥基灌浆料早期强度影响较大；在掺有塑性膨胀剂的水泥基灌浆料中掺入消泡剂，在保证膨胀性的前提下，可有效细化水泥基灌浆料的孔隙，改善其孔隙结构，同时对其强度提升作用明显，具有较好的综合技术效果.     

钢筋连接用套筒灌浆料的制备及性能研究

采用单因素试验,以胶凝材料活性指数为参数,确定了矿渣粉和粉煤灰在胶凝材料中的合理掺量。通过三因素三水平正交试验,研究了水胶比、胶砂比和消泡剂掺量对钢筋连接用套筒灌浆料流动度及各龄期抗压强度的影响规律,并得到灌浆料初始配合比。研究了硅灰及两种膨胀剂对灌浆料工作性、力学性能及体积稳定性的影响规律,并得到最终配合比。试验结果表明:矿渣和粉煤灰双掺要比其单掺效果好,两种混合材合理掺量均为4%,影响灌浆料工作性的主要因素是胶砂比,水胶比对灌浆料1 d抗压强度影响较大,而灌浆料3、28 d抗压强度的最主要因素是消泡剂掺量。硅灰的掺入可以提高各龄期抗压强度,但对流动度有不利的影响。在掺量相同时,UEA膨胀剂对体积稳定性的贡献要优于MEA膨胀剂,其合理掺量为6%。     

水泥-膨胀剂-粉煤灰复合胶凝材料膨胀与强度发展的协调性研究

研究了水泥-膨胀剂二元复合胶凝材料和水泥-膨胀剂-粉煤灰三元复合胶凝材料,这两种胶凝材料可以用于制备具有良好体积稳定性的高性能膨胀混凝土。研究表明:存在一个最优辅助胶凝材料掺量组合,在此条件下胶凝材料具有良好的膨胀与强度的协调性,在水泥-膨胀剂体系中,膨胀剂掺量范围在6%~12%,其中掺6%~8%适用于配制补偿收缩混凝土,掺8%~12%适用于填充性混凝土。在水泥-膨胀剂-低钙粉煤灰体系中,CSA合理掺量范围为8%~12%;在水泥-膨胀剂-高钙粉煤灰体系中,合理掺量范围是6%~8%。粉煤灰的掺入可以削减由于膨胀剂过量而导致过高的限制膨胀率,从而避免由此造成的膨胀破坏现象,低钙粉煤灰的作用优于高钙粉煤灰。