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%。     

不同掺量外加剂对高强套筒灌浆料性能的影响研究

为探究装配式建筑结构施工过程中高强套筒灌浆料力学性能与外加剂之间的关系,选用几种不同外加剂并制备高强套筒灌浆料,测定膨胀性、强度和流动性等参数并优化材料配合比,探究膨胀剂、减水剂的掺量和不同的水胶比与混合料性能之间关系。结果显示：灌浆料流动性随水胶比提升而增加,但同时混合料强度水平逐渐降低;减水剂的掺入能够帮助改善混合料流动性,但掺量过高时也会导致混合料强度下降;膨胀剂掺量在8%以上时混合料具有良好的膨胀效果,进一步提升膨胀剂掺量至13%以上时,混合料的强度和流动性均快速下降。     

低温条件下硅酸盐水泥基钢筋连接用套筒灌浆料试验研究

通过研究环境温度、拌和水温度、预养护时间及外加剂对套筒灌浆料工作性和力学性能的影响,探索了常温套筒灌浆料在低温环境下性能变化的趋势,为利用硅酸盐水泥制备低温套筒灌浆料提供试验基础。试验结果表明:常温套筒灌浆料不适宜用于低于5℃的温度环境;低温时,升高拌和水温度有助于提高灌浆料的早期强度,但处于负温时,灌浆料强度发展缓慢;预养护有助于提高低温时套筒灌浆料的早期强度;适量掺加防冻剂和早强剂可以提高套筒灌浆料早期强度,流动度随其掺量的增加而逐渐下降。综合考虑,4种外加剂中亚硝酸钠效果最好,其合理掺量为2.0%,碳酸锂效果最差。对于硅酸盐水泥基套筒灌浆料,在负温时难以通过单掺外加剂来获得较高的早期强度。     

聚乙烯醇纤维对水泥基灌浆料性能的影响

通过对聚乙烯醇纤维(PVA纤维)长度、掺量对水泥基灌浆料的工作性能、力学性能以及耐高温性能的影响,分别测试了灌浆料拌合物的流动度,抗压强度,高温后灌浆料的抗压强度和弹性模量。结果表明:随着PVA纤维体积掺量增加,灌浆料的抗压强度略有提高,流动度下降。综合考虑灌浆料力学性能和施工要求,3 mm长度PVA纤维最佳掺量不宜超过0.3%,6 mm长度PVA纤维最佳掺量不宜超过0.15%。PVA纤维的掺入能够减缓灌浆料升温早期力学性能和弹性模量的退化,从而提高火灾发生时钢筋套筒灌浆接头的受力性能。     

钢渣-矿渣复合对装配式建筑用灌浆料性能的影响研究

研究了不同掺量的钢渣-矿渣复合微粉取代硅酸盐水泥,对水泥基灌浆料流动度和力学性能的影响。研究结果表明:当采用复合微粉取代硅酸盐水泥时,随钢渣掺量的增加,水泥基灌浆料的流动性呈现下降的趋势,早期强度下降显著,后期强度变化不大;当钢渣-矿渣复合微粉掺量为胶凝材料总量的30%,钢渣微粉与矿渣微粉比为1∶2时,灌浆料的初始流动度达到300 mm,30 min流动度达到285 mm,1、3、28 d抗压强度分别达到24.4、46.0、72.8 MPa,满足GB/T 50448《水泥基灌浆料应用技术规范》的要求。     

聚合物改性水下修补灌浆料的性能研究

研究了羟乙基甲基纤维素醚和可分散乳胶粉对改性灌浆料力学性能的影响。结果表明,掺入纤维素醚可提高灌浆料的保水率,保证水泥基灌浆料的后期水化,但掺量过多时不利于改性灌浆料的抗压及抗折强度发展,推荐掺量为0.2%~0.4%;乳胶粉掺入修补灌浆料后可与水泥硬化浆体形成理想的粘结体系,对灌浆料的抗折和拉伸粘结强度有利,且在一定范围内,乳胶粉与纤维素醚复合掺加比单掺乳胶粉或纤维素醚更有利于改性灌浆料的拉伸粘结强度的提高;而潮湿条件修补材料应优选含憎水基团的8034H可分散乳胶粉,推荐掺量不小于8%。     

硅灰对套筒灌浆料抗压强度的影响

文章以硅灰掺量为变化参数,研究了早强型套筒灌浆料的抗压强度随硅灰掺量的变化情况。研究结果表明:掺入适量的硅灰可以大幅度提高套筒灌浆料的抗压强度;套筒灌浆料的抗压强度随硅灰掺量的增加呈现先增加后减小的趋势,当硅灰掺量为5%时抗压强度出现峰值;随着硅灰掺量的增加,套筒灌浆料的去强度增长幅度逐渐增大。     

锂渣粉制备水泥基灌浆料及其性能研究

本文主要研究了锂渣粉掺量及锂渣粉与其他功能外加剂对水泥基灌浆料性能的影响。试验结果表明:掺一定量的锂渣粉对水泥基灌浆料的流动度和强度影响不大,且需选择适应性较好的聚羧酸减水剂;锂渣粉掺量在20%以内时,掺适量消泡剂和纤维素醚可以使水泥基灌浆料获得优良的工作性能和力学性能。     

高强套筒灌浆料的制备及性能研究

研究了水胶比、胶砂比、矿物掺合料及纳米材料对高强套筒灌浆料性能的影响。结果表明,随着水胶比的减小、胶砂比增大,高强套筒灌浆的初始及30 min流动度降低,各龄期抗压强度提高;氧化石墨烯对套筒灌浆料的流动性影响最小,抗压强度提高最明显。高强套筒灌浆料的优化配合比为:胶凝材料由85%水泥+2%石膏+3%粉煤灰+5%精细沉珠+5%硅灰组成,水胶比为0.08,胶砂比为1.86,聚羧酸减水剂、HPMC、硼酸掺量分别为胶凝材料质量的0.55%、0.12%、0.10%,氧化石墨烯掺量为0.3%。此时制备的高强套筒灌浆料的56 d抗压强度达到141.62 MPa。     

磷渣粉对硅酸盐水泥-膨胀剂复合体系 灌浆料性能的影响

为更加有效的利用磷渣废料,经过前期大量试验,在确定灌浆料基本配合比基础上,掺入磷渣粉取代胶凝材料。通过改变磷渣粉的粉磨时间与掺量,并结合微观测试分析手段研究磷渣粉对装配式建筑用灌浆料工作性和力学性能的影响。研究结果表明:在硅酸盐水泥-膨胀剂复合体系灌浆料中,以粉磨1、1.5 h的磷渣粉作为掺合料掺入到灌浆料中可显著提高灌浆料的工作性和后期强度,但是早期强度略有降低,当以粉磨1、1.5 h的磷渣粉取代水泥时,基于工作性考虑可实现40%取代,基于早期强度考虑掺量不宜超过20%,即两种不同粉磨时间的磷渣粉掺量不超过20%时,均可满足《装配整体式混凝土结构技术规程》对灌浆料的技术要求。     

低温型套筒灌浆料的制备及性能研究

在常温型套筒灌浆料的基础上引入复合水泥，通过正交试验和单因素试验探究了各组分对低温型套筒灌浆料工作性能及力学性能的影响。结果表明：当硫铝酸盐水泥、高铝水泥、石膏、硅灰掺量分别占胶凝材料的30%、20%、6%、4%，并外掺0.05%碳酸锂、0.25%硼酸、0.02%消泡剂以及0.02%膨胀剂时，制得的低温型套筒灌浆料初始流动度为316 mm,30 min流动度为291mm,-1、-3、（-7+21）d抗压强度分别为55.15、68.20、99.08 MPa，符合JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》的要求。     

纳米SiO2增强高强套筒灌浆料及高温后性能试验研究

研究了常温下不同纳米SiO₂(NS)掺量(0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%)对高强套筒灌浆料流动度和强度的影响,以及不同高温温度(150、200、250℃)下NS掺量对高强套筒灌浆料质量损失和强度的影响,并进行了微观机理分析。结果表明：常温下,NS的掺入降低了灌浆料的流动度,灌浆料的强度随NS掺量的增加先增大后降低;高温后,灌浆料的质量损失率随温度的升高逐渐增大,抗折强度逐渐降低,抗压强度先增大后降低;NS的掺入能够降低灌浆料的质量损失率和抗折强度损失率,提高抗压强度,且随着NS掺量的增加,质量损失率和抗折强度损失率先降低后增大;NS能够改善灌浆料的内部孔结构;随着温度的升高,灌浆料的内部结构先密实后疏松。     

不同掺量矿渣粉对混凝土抗压性能的影响

针对矿渣粉掺入对混凝土抗压性能产生的影响,将不同掺量的矿渣粉按相应比例替换水泥,制作四组矿渣粉混凝土试件,并利用压力试验机测出不同掺量下混凝土的抗压强度,得出矿渣粉不同掺量下混凝土抗压强度试验规律,最后比较试验结果。试验结果表明:随矿渣粉掺量增加,混凝土抗压强度呈现先减后增再减的趋势,随龄期增加抗压强度也不断增强,当掺量为10%时达到最优掺量。     

矿渣代砂对灌浆料性能的影响

以P·II 52.5R水泥为基体材料,以粒化高炉矿渣作为细骨料,等比例取代石英砂,掺加消泡剂、减水剂等外加剂制备高性能水泥基灌浆料。试验采用单一变量法,研究各组分的掺量对水泥基灌浆料流动度以及力学性能的影响,确定各组分的最佳掺量。研究结果表明:当胶砂比为1∶1.2时,灌浆料的初始流动度达到310 mm,1、3、28 d抗压强度分别达到35.1、53.2、74.6 MPa;掺入0.6~1.18 mm的矿渣来代替石英砂,在掺量5%时,灌浆料的1、3、28 d的抗压强度分别达到34.9、52.7、66.2 MPa,满足水泥基灌浆料国家标准相关要求。     

矿物掺合料对干粉砂浆物理性能及孔结构的影响

研究了石灰石、矿渣和粉煤灰3种矿物掺合料分别对干粉砂浆的工作性能和力学性能的影响,并探讨了掺有掺合料时干粉砂浆的宏观力学性能和其微观孔结构之间的关系。结果表明:粉煤灰在掺量小于30%时能够提高砂浆的流动度,但掺量再继续增大时,砂浆流动度反而下降;掺入矿渣粉略能提高砂浆的流动度;石灰石粉在一定程度上降低砂浆流动度;同时石灰石粉能够提高砂浆的保水率,而矿渣粉和粉煤灰却降低砂浆的保水率。随着石灰石、矿渣和粉煤灰掺量的增加,砂浆28 d强度均有不同程度的降低,影响顺序为石灰石>粉煤灰>矿渣;与空白样相比,内掺占水泥质量50%的石灰石粉和矿渣粉时,28 d砂浆硬化体的总孔隙率分别增加10.2%、7.7%,而掺等量粉煤灰时总孔隙率则基本不变。以石灰石替代50%的水泥时,28 d砂浆硬化体中d>100 nm的多害孔增加24.0%,而以粉煤灰替代50%的水泥时,砂浆中多害孔基本不变,以等量的矿渣粉替代时d>100 nm的多害孔减少6.5%。     

碱激发超细矿渣粉制备灌浆料的缓凝问题研究

通过双因素分析法得出水玻璃激发矿渣制备灌浆料的最优参数,研究了多种化学缓凝剂单掺及复掺对碱激发矿渣灌浆料凝结时间和强度的影响。结果表明:Ba Cl2、Zn(NO3)2及其与葡萄糖酸钠复掺后的缓凝剂均对碱激发矿渣灌浆料有较好的缓凝效果,在掺量较小时凝结时间和强度均能达到灌浆料性能要求。通过SEM分析可知,缓凝剂的缓凝机理是在矿渣颗粒表面形成包裹层,延缓矿渣结构中玻璃体的解离和水化反应。     

高性能海工混凝土耐久性设计及应用

摘要：本文以跨海大桥工程所用的高性能海工混凝土为研究对象,分析了海工混凝土中掺入矿渣粉、粉煤灰及不同掺量的外加剂时,财其力学性能和耐久性能的影响。研究内容主要包括：海工混凝十随水胶比、粉煤灰掺量、矿渣粉掺量、外加剂掺量的变化,其力学性能和耐久性能的变化规律。     

大掺量矿渣粉对混凝土性能的影响

通过测试新拌混凝土工作性能、28d内混凝土的力学性能和抗碳化性能,研究了大掺量矿渣粉对于混凝土性能的影响。结果表明:矿渣粉的掺入能够明显改善新拌混凝土的工作性能,但掺量达到70%时则会降低其工作性能;矿渣粉掺量在50%时能够明显改善混凝土的抗压强度,超过50%则显著降低混凝土的抗压强度;矿渣粉的使用会明显降低混凝土的抗碳化性能,掺量越高降低越明显。     

矿物掺合料对双膨胀源膨胀剂限制膨胀率的影响研究

针对5种常用矿物掺合料,通过胶砂试验研究其对双膨胀源膨胀剂限制膨胀率的影响。结果表明:粉煤灰掺量≤30%、石灰石粉掺量≤10%时,随其掺量的增加对膨胀剂的膨胀性能具有促进作用,且粉煤灰的促进作用要高于石灰石粉。矿渣粉、钢渣粉和硅灰对膨胀剂的膨胀性能具有不同程度的抑制作用,3种矿物掺合料单掺时的掺量宜分别控制在20%、10%及5%以内。矿渣粉及钢渣粉对膨胀性能的抑制作用与其掺量密切相关,掺量越高胶砂限制膨胀率越低。矿渣粉分别与粉煤灰及石灰石粉复掺时的限制膨胀率均低于基准组,但高于矿渣粉单掺组,且相同复掺比例时,矿渣粉与粉煤灰复掺比矿渣粉与石灰石粉复掺时的限制膨胀率高。     

醋酸乙烯酯/乙烯共聚乳胶粉对水泥基灌浆料力学性能的影响

利用X射线衍射、差热-热重分析、压汞等测试手段,从水泥水化程度以及水泥石微观孔结构分析了醋酸乙烯酯/乙烯共聚乳胶粉对水泥基灌浆料力学性能的影响。结果表明:醋酸乙烯酯/乙烯共聚乳胶粉掺入到水泥基灌浆料当中,灌浆料的抗压和抗折强度逐渐降低,且随着其掺量的增加,强度降低更明显;当乳胶粉掺量为5%时,1、3、28 d抗压强度较未掺乳胶粉的基准组分别降低了27.3%、26.6%、20.5%,1、3、28 d抗折强度较基准组分别降低了28.1%、17.6%、10.4%。