化学外加剂对砂浆流变性能的影响

研究了水胶比、聚羧酸减水剂(PCE)分子结构、高吸水性树脂(SAP)及阴离子型黏度调节剂(VMA)对砂浆流变性能的影响。结果表明:提升水胶比能降低砂浆的屈服应力和塑性黏度并提高其流动度保持能力。PCE的掺入可显著降低砂浆的屈服应力且PCE侧链的空间位阻作用是一个主要原因。侧链抑制PCE在水泥颗粒表面的吸附。增加PCE侧链长度对水泥浆初始流变性影响较小。SAP通过降低砂浆中自由水含量来提高其屈服应力和塑性黏度,其作用机理与降低水胶比的作用相似。VMA在低掺量下通过桥接作用提高砂浆的屈服应力,但对塑性黏度影响不大;高掺量下,VMA的桥接作用减弱却能大幅提高液相的黏度,因而对砂浆屈服应力的提升作用减弱而大幅提高其塑性黏度。     

砂浆流变性能影响因素及影响机理研究

研究了灰砂比及减水剂掺量对砂浆流变性能的影响规律,并对其作用机理进行了分析。结果表明:灰砂比与减水剂掺量都可以显著降低砂浆流变参数中的屈服应力与塑性粘度,且屈服应力、塑性粘度和砂浆流动度之间存在良好的线性关系,可将流动度作为评价砂浆流动性能的一个主要参数。     

膨润土对3D打印砂浆可打印性能的影响

为探明膨润土及其掺量对3D打印砂浆可打印性能的影响规律,采用流动度评价砂浆的可挤出性,并以高度保留率和贯入阻力评价其可堆叠性。此外,采用动态、静态剪切测试浆体的流变行为,从流变学角度分析膨润土对砂浆可打印性能的影响。结果表明:可打印砂浆流动度与净浆的塑性黏度存在良好的线性关系,与动态屈服应力存在良好的对数关系;高度保留率则与静态屈服应力存在良好的指数关系。一方面,膨润土增大了浆体的塑性黏度与动态屈服应力,从而导致砂浆的可挤出性能降低。另一方面,膨润土提高了浆体静态屈服应力和结构重建速率,从而提高砂浆的可堆叠性能。因此,适宜掺量的膨润土可使砂浆保持良好可挤出性,且改善砂浆的可堆叠性。当膨润土掺量2%时,打印试件顶底宽度比为0.96。     

SAP对水泥水化热及不同水胶比膨胀混凝土强度的影响

为了研究高分子吸水树脂(SAP)对水泥水化热及膨胀混凝土强度的影响,在膨胀混凝土中加入不同掺量的未吸水SAP,通过对水泥水化热及三种水胶比下混凝土抗压强度试验进行分析,可以得出:SAP的掺入会降低水泥水化热温度曲线的峰值,同时还会减少总放热量,且掺量越大,作用效果越明显;当膨胀混凝土水胶比不同时,水胶比越低,SAP对强度的作用效果越明显;SAP对不同水胶比膨胀混凝土强度的影响趋势基本相同,在合理的掺量范围内,加入SAP会提高膨胀混凝土的强度,且掺量越大,对强度的提升作用越明显,但超过合理的掺量范围,SAP的掺量增加会对混凝土强度造成不利影响.     

新拌石灰石粉-偏高岭土-水泥系统流变特性研究

石灰石粉和偏高岭土复掺可以替代部分水泥,有效降低水泥制品的碳排放。采用安东帕MCR 302旋转流变仪测试了新拌石灰石粉-偏高岭土-水泥浆体系统的流变特性。通过单纯形重心法对石灰石粉-偏高岭土-水泥砂浆系统进行了试验设计,利用Viscometer 5型混凝土流变仪对不同配比砂浆的流变特性进行了测试。结果表明：随着偏高岭土掺量的增加,水泥浆体的屈服应力和塑性黏度显著增大;随着石灰石粉掺量的增加,水泥浆体的屈服应力和塑性黏度呈先增大后减小的趋势;改变砂浆胶凝材料的配比能够显著影响砂浆的流动性以及流变参数。     

小分子羧酸聚合物对聚羧酸减水剂在水泥表面吸附机制的影响

通过净浆流动度、有机碳吸附(TOC)、Zeta电位以及电导率等试验方法,研究了小分子羧酸聚合物水解聚马来酸(HPMA)与聚羧酸减水剂(PCE)在水泥表面的相互作用机制.净浆流动度试验表明:单掺HPMA能够提高水泥浆体的流动度;但当HPMA、PCE复掺时,净浆流动度随HPMA掺量的提高先增加后降低.TOC、Zeta电位以及电导率试验表明:HPMA、PCE能够吸附在水泥表面,且HPMA吸附能力大于PCE.结果说明:HPMA对水泥浆体具有一定增塑效果,但对PCE分散能力产生双重影响.HPMA能够接枝在PCE的侧链上,增加其侧链长度,从而提高PCE侧链空间位阻效应;HPMA与PCE存在竞争吸附,能够降低PCE的有效吸附量.由此可知,侧链接枝效应和竞争吸附作用是影响净浆流动度的主要因素,HPMA掺量为0.0％～0.025％时,侧链接枝效应起主导作用,HPMA掺量为0.025％～0.20％时,竞争吸附起主导作用.     

两种改性剂对注浆材料流变性能的影响

为了提高加固、防渗堵漏等工程的注浆质量，往往需要添加改性剂来调控注浆材料的流变性能。本文研究了两种改性剂(早强型注浆改性剂SX-ZJ-Z和高强型注浆改性剂SX-ZJ-G)对注浆材料流变性能的影响，测试了它们在不同掺量(10%和20%,质量分数)以及不同水胶比(W/B=0.25、0.30、0.35和0.40)下的凝结时间、流动度、塑性黏度和屈服应力，并分析了Bingham和Modified Bingham模型对注浆材料流变曲线的拟合度。结果表明：添加SX-ZJ-G能显著延长注浆材料的凝结时间，而添加SX-ZJ-Z会缩短注浆材料的凝结时间；SX-ZJ-G掺入后发挥“滚珠”效应，能大幅提高注浆材料的流动性，但是添加SZ-ZJ-Z对注浆材料的流动性几乎没影响。添加改性剂使水泥浆体由牛顿流体转变为屈服应力流体，呈现出非线性的剪切应力曲线，Modified Bingham模型较Bingham模型有更好的拟合效果。在W/B=0.30、0.35和0.40时，掺入SX-ZJ-Z对注浆材料的塑性黏度和屈服应力影响不大；SX-ZJ-G的掺入极大地降低了水泥浆体的塑性黏度和屈服应力，降幅可达89%以上，改善了...     

缓凝砂浆流动性和力学性能试验研究

为研究水胶比、砂胶比和硅微粉掺量对缓凝砂浆流动性和力学性能的影响,分别测试了水胶比为0.30、0.40、0.45、0.50,砂胶比为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和硅微粉掺量为0.0％、5.0％、10.0％共22组缓凝砂浆的稠度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和静弹性模量.研究结果表明:随着水胶比的增大,缓凝砂浆流动性增大;随着砂胶比增大,缓凝砂浆流动性较小;硅微粉掺量增加会降低缓凝砂浆流动性.采用灰色关联理论分析水胶比、砂胶比和硅微粉掺量对硬化后缓凝砂浆的力学性能影响规律,得到水胶比为影响硬化后缓凝砂浆力学性能的关键因子,而砂胶比次之,硅微粉掺量影响相对最小.     

大理石粉颗粒丛特性对水泥浆体流变性能影响

试验研究了水泥-大理石粉浆体剪切应力和塑性黏度随剪切速率变化的规律,使用Bingham流体模型和PowerLaw流体模型分别对浆体低剪切速率和高剪切速率阶段的剪切应力进行拟合,得到浆体屈服应力,塑性黏度系数.探究了水泥-大理石粉颗粒丛特性即颗粒分布宽度、颗粒数密度、总比表面积和Zeta电位与浆体屈服应力和塑性黏度的关系.研究结果表明:大理石粉比表面积小于640m2/kg时,起到稀化浆体的作用,大于640m2/kg时起稠化作用,且稀化或稠化的作用随其掺量的增加而增大.浆体中颗粒间接触点数量和固-液相接触面积增大使浆体屈服应力,塑性黏度提高.大理石粉降低了水泥浆体Zeta电位,浆体中粒子间静电作用力减弱,对流动性起到削弱作用.     

引气剂对新拌砂浆性能的影响研究

在聚羧酸系高效减水剂中复配引气剂,研究引气剂对新拌砂浆性能的影响.结果表明:当基准砂浆加入引气剂,基准砂浆的含气量以接近正比例速率增加、扩展度逐渐减小、粘度逐渐增大、屈服应力呈现先增后减的趋势,当引气剂掺量为4 g,砂浆含气量为10％左右时,基准砂浆的屈服应力达到最大;固定配比时,增加水胶比,砂浆含气量呈上升趋势.     

SAP内养护剂对掺MgO微膨胀砂浆性能的影响

采用自主研发生产的M型MgO膨胀剂作为砂浆膨胀源,研究了最新研制的SY-H型高性能吸水树脂(SAP)的不同掺量对微膨胀砂浆性能的影响。结果表明:随着SAP掺量的提高,微膨胀砂浆流动度降低;7d砂浆力学性能随SAP的掺入而降低,但28d有一定提高,其中0.1%SAP掺量为最优值,抗压强度和抗折强度比分别为104.1%和109.8%;干养条件下掺SAP,试块在7d至14d表现出微膨胀性。     

UHPC浆体的工作性和流变性与颗粒膜层厚度的关系

建立超高性能混凝土(UHPC)浆体的工作性和流变性之间的关系可从理论上研究其工作性变化规律。本文以颗粒膜层厚度为UHPC浆体的工作性的综合衡量指标,设计了正交试验,研究水胶比、超细粉煤灰替代率和硅灰掺量对UHPC浆体的工作性与流变性的影响。根据流动度和流变性测试结果,分析了水胶比和超细粉煤灰替代率的共同作用对UHPC浆体的工作性与流变性的影响,探究了UHPC的净浆与砂浆的工作性关系,基于浆膜层厚度给出了UHPC砂浆的工作性与流变性的关系式。研究结果表明:水胶比是UHPC浆体的工作性与流变性的最主要影响因素,水胶比、超细粉煤灰替代率和硅灰掺量提高均造成UHPC浆体的颗粒表面膜层厚度增大;水胶比和超细粉煤灰替代率的共同作用下,UHPC浆体的流动度和黏度系数具有相关性。     

高掺量粉煤灰对砂浆强度的影响

试验研究了水胶比,粉煤灰掺量、种类和龄期等对砂浆强度的影响;分析了砂浆强度与粉煤灰掺量之间的关系,进而确定最佳水胶比和掺量灰。     

粉煤灰对砂浆流变性和强度的影响研究

本文通过正交试验研究水胶比、砂胶比和粉煤灰掺量对砂浆流变性和抗压强度的影响。实验结果表明:水胶比和砂胶比是影响砂浆流动性的主要因素;通过正交试验得出水胶比为0.55、砂胶比为2.65、粉煤灰掺量为25%,流动性和保水性均符合砂浆使用要求,砂浆抗压强度明显高于其他组砂浆抗压强度。     

火山灰对砂浆强度的影响

研究了火山灰掺量、水胶比、养护龄期对砂浆强度的影响规律,并对比研究了火山灰与粉煤灰对砂浆强度的影响。结果表明:火山灰的掺量、水胶比及养护龄期对砂浆强度有较大的影响。随火山灰掺量的增大,砂浆强度呈下降趋势;相同条件下,掺火山灰与掺粉煤灰砂浆28d龄期的抗压强度无显著差异。     

基于正交试验的粉煤灰石膏基自流平砂浆性能研究

为了解决水泥基自流平砂浆因干燥收缩而产生起砂和裂纹等现象,以盐石膏和粉煤灰作自流平砂浆基材,通过正交试验研究水胶比、砂胶比、减水剂掺量、保水剂掺量以及粉煤灰取代率对石膏基自流平砂浆流动性、凝结时间和表面硬度的影响,对这些指标进行极差分析,得到最佳配合比,测试了粉煤灰石膏基自流平砂浆的性能.结果表明:减水剂掺量和水胶比是影响粉煤灰自流平砂浆流动性的主要因素,水胶比对凝结时间和表面硬度影响最大.通过正交试验得出水胶比为0.28,砂胶比为0.52,减水剂掺量为0.4％,保水剂掺量为0.15％,粉煤灰取代率为30％,其性能指标均超过了JC/T1023-2007《石膏基自流平砂浆》标准要求.     

水泥-白云石粉浆体流变性能研究

试验采用旋转黏度计测定了水泥-白云石粉浆体剪切应力和塑性黏度随剪切速率变化的规律,对所测浆体T-γ曲线采用Bingham流体模型进行拟合,得到浆体屈服应力和塑性黏度,采用Power Law流体模型拟合出浆体的流变指数,并用触变环面积表征浆体的触变性.研究结果表明:在0 ～ 30％掺量范围内,随白云石粉掺量的增大,水泥浆体的屈服应力、塑性黏度和触变性均逐渐增加;白云石粉细度对浆体屈服应力和塑性黏度影响较小.     

聚甲醛纤维增强砂浆的力学性能和干燥收缩试验研究

本文研究了不同长度聚甲醛(POM)纤维单掺和混掺对砂浆流动度、抗折强度、抗压强度、弯曲韧性及干燥收缩的影响,并通过扫描电镜观测了其微观结构。研究发现,砂浆流动度随POM纤维长度和掺量增大而下降,混掺纤维比单掺对砂浆流动度的影响更小。POM纤维能有效提高砂浆的抗折强度,但掺量超过0.6%(体积分数,下同)时增强效果减弱,与未掺纤维试样相比,0.6%掺量的6 mm纤维对试样28 d抗折强度提升最高,为14.67%,抗压强度随纤维掺量增加而降低。12 mm纤维比6 mm及混掺对试样弯曲韧性提升更明显,最大提高49.43%。纤维的掺入可显著降低试样的干燥收缩率,且随纤维掺量增加,试样90 d干燥收缩率先减小后增大。与未掺纤维试样相比,0.6%掺量的6 mm纤维试样90 d干燥收缩率下降最多,为27.39%。混掺POM纤维在掺量0.6%以上时仍可显著提升砂浆的抗折强度并减小干燥收缩率。     

粉煤灰对砂浆及混凝土强度影响的研究

本文研究了水胶比、掺量及龄期对掺粉煤灰的砂浆和混凝土强度的影响规律,分析了粉煤灰的作用机理,提出了粉煤灰饱和掺量的概念,探讨了充分水化条件下砂浆体系获得最佳强度时的饱和掺量。     

不同水灰比、砂灰比下碳酸钙晶须对水泥砂浆流变性的影响

采用旋转流变仪研究碳酸钙晶须增强水泥砂浆拌合物的流变性能。分析不同水灰比、砂灰比及碳酸钙晶须掺量下,新拌砂浆的屈服应力、塑性黏度和滞回环面积的变化。结果表明:碳酸钙晶须增强水泥砂浆拌合物的流变性符合Bingham模型;水灰比从0.35减小至0.30时,新拌碳酸钙晶须水泥砂浆的屈服应力、塑性黏度均增大,最大增幅分别为92.0倍和4.8倍;碳酸钙晶须掺量从0增大至2.5%时,新拌碳酸钙晶须水泥砂浆的屈服应力、塑性黏度均呈增大趋势,最大增幅分别为24.5倍和1.6倍。分析滞回环面积的变化表明,随着水灰比的减少和晶须掺量的增加,浆体内部阻碍流动的絮凝结构和网状结构的数量增大,这也是导致拌合物流动性差、流变参数大的主要原因。