单组份环保型环氧树脂压浆料制备及性能研究

以E-51环氧树脂、甲基异丁基酮和间苯二甲胺为原料研制了单组份环氧树脂胶结料,并制备了单组份环保型环氧树脂压浆料,分别考察了单组份环氧树脂胶结料掺量对压浆料可操作时间、抗压强度、抗折强度、黏结耐久性的影响,养护条件对单组份环氧树脂压浆料力学性能的影响,不同锚固长度下单组份环氧树脂压浆料的黏结力。研究表明:当单组份环氧树脂胶结料掺量为10%、单组份环氧树脂压浆料锚固长度为2.5 m,温度33~42℃,相对湿度55%~90%养护14 d时,预应力钢绞线与单组份环氧树脂压浆料粘结体系的极限抗张拉拔力达到1839 kN,高于设计要求的1723 kN。

粉煤灰对孔道压浆料稳定性的影响分析

粉煤灰是孔道压浆料中应用最广泛的矿物掺合料。该文通过对孔道压浆料生产过程中不同批次粉煤灰配比调整过程进行研究,并通过试验总结粉煤灰掺量、密度对孔道压浆料性能影响。结果表明,粉煤灰对孔道压浆料流动性有促进作用,掺量越高流动度促进效果越强;粉煤灰掺量过高会导致孔道压浆料凝结时间增长,强度降低,最大掺量不宜大于25%;粉煤灰掺量过高或过低会导致在孔道压浆料浆液中部分上浮或沉淀,影响孔道压浆料浆液稳定性;粉煤灰的密度影响在孔道压浆料中的适宜掺量,密度越大,适宜掺量越低。

压浆料流动度自动测定装置的研制与应用

在预制梁孔道压浆过程中,传统压浆料流动度试验方法所用仪器对人员投入、检测用时消耗非常高,过度依靠人工操作,而人为操作存在严重影响试验精度及数据准确等问题。为了解决传统仪器在试验过程中存在的问题,本文通过研制一种自动测定装置,确保满足规范误差要求,降低人为因素带来的影响,从而在减少试验人员投入的同时,提高压浆料流动度试验精度、速度以及准确度。

金港高速用石灰石粉基预应力孔道压浆料的制备及性能研究

采用柬埔寨境内水泥、不同粒径的石灰石粉及化学外加剂,配制出了性能满足标准JTG/T 3650—2020《公路桥涵施工技术规范》要求的公路用预应力孔道压浆料。研究了石灰石粉粒径与掺量对压浆料的流动度、泌水率、压力泌水率、自由膨胀率、抗压及抗折强度、抗氯离子渗透性能及抗硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明,石灰石粉的掺入可显著降低压浆料的流动度,提高抗压强度,但会导致压浆料压力泌水率的增加,石灰石粉对压浆料的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能也有一定的改善作用。总体而言,石灰石粉平均粒径为18μm,掺量为15%时,压浆料的各项性能相对最优。

富龙西江特大桥用超细粉体材料基预应力压浆料的制备及性能研究

以富龙西江特大桥为工程背景,研究了超细粉体材料的种类与掺量对压浆料的流动度性能、压力泌水率、自由膨胀率、抗压及抗折强度、抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,超细粉煤灰的掺入可提升压浆料的流动度,提升压浆料的抗压强度,提升压浆料的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能,但会导致压浆料压力泌水率的增加。硅灰的掺入可降低压浆料的流动度,显著提升压浆料的抗压强度,提升压浆料的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能。两者混合使用可提升压浆料的综合性能。总体而言,超细粉煤灰和硅灰掺量分别为20%及5%时,压浆料的各项性能相对最优。

预应力孔道压浆料性能优化试验研究

针对原材料与配合比不同导致预应力孔道压浆料性能不稳定的问题,采用对照试验,研究了水泥种类、水胶比、膨胀剂、矿物掺合料等对压浆料工作性能、力学性能的影响,确定最佳原材料掺量。研究结果表明:水泥种类主要影响压浆料的工作性能,不同水泥和压浆剂适应性不同,亚东水泥有较好的适应性,在0.26~0.28水胶比范围内都具有良好的工作性能;塑性膨胀剂对压浆料早期收缩具有补偿作用,但掺量过高时会对压浆料力学性能产生不利的影响,应控制在0.02%掺量范围内;石灰石粉能够提高浆体流动性,掺量应控制在20%以内,矿粉和硅灰能够提高浆体力学性能,掺量应分别控制在15%和4%以内。

应用锂渣制备压浆料的试验研究

分别用锂渣等质量替代P·O 42.5、P·O 52.5水泥,进行压浆料试验研究,通过对初始流动性、泌水性、力学性能的试验,确定锂渣能否在制备压浆料中应用,以及合适的锂渣替代水泥范围。研究结果表明,锂渣替代P·O 42.5水泥制备压浆料适当掺量为5%~20%,替代P·O 52.5水泥适当掺量5%~10%,同为10%替代量情况下性能最优。

粉煤灰-矿粉基预应力孔道压浆料制备及性能研究

文中研究了不同掺量粉煤灰、矿粉对预应力孔道压浆料流动性、泌水性及力学性能的影响。研究表明,粉煤灰的掺入可大幅度提高压浆料的流动性,适当掺入矿粉可大幅度提高压浆料的力学性能和泌水性,粉煤灰、矿粉复掺比例为3︰2,整体掺量为30%的情况下,可制备得到流动性、泌水性、密实性、力学性能优异的粉煤灰-矿粉基预应力孔道压浆料。

铜尾渣对预应力孔道压浆料性能的影响研究

文中利用铜尾渣取代部分水泥制备预应力孔道该压浆料,测试了该压浆料的流动度、压力泌水率、力学性能和24 h自由膨胀率。结果表明,压浆料的出机流动度、30 min流动度随着铜尾渣掺量增加逐渐下降,压力泌水率随着铜尾渣掺量的增加而增加。铜尾渣掺量为5%时,压浆料的力学性能和基准样差别不大。铜尾渣掺量大于5%时,压浆料的力学性能逐渐下降且下降幅度越来越大。掺入铜尾渣后,压浆料的24 h自由膨胀率出现先上升后下降又小幅增加的现象。

压浆料在不同成型养护方式及干湿状态下的强度特性研究

为深入分析同一材料的压浆料在不同成型养护方式及干湿状态下的强度性能差异,通过不同的浆液搅拌方式和静置沉淀时间制作成型试件,并将试件在不同成型养护方式及干湿状态下进行压浆料的强度特性研究,结果表明:(1)在低速搅拌与高速搅拌较低线速度作用下,两者抗压、抗折强度相差不大;随着高速搅拌线速度提高,抗压、抗折强度均有明显增长趋势。高速搅拌线速度宜控制在15.0~20.0m/s;(2)在不同养护方式下,压浆料试件抗压、抗折强度符合标准养护>室温养护>室外养护的强度特性;(3)养护28d后的压浆料试件在不同干湿状态下,抗压强度无明显变化,而抗折强度随着试件失水急剧降低,其抗折强度基本符合标准养护0h>2h>4h>8h>室外养护的强度特性。

塑性膨胀剂对预应力孔道压浆料体积变形与亚微观结构的影响

针对预应力孔道压浆料普遍存在的体积收缩问题,研究了含氮有机化合物作塑性膨胀剂对其塑性及硬化阶段变形行为的影响,并通过孔结构和扫描电镜测试,探讨了塑性膨胀剂的作用机理。结果表明:含氮有机化合物品种和掺量对压浆料的自由膨胀率和强度有很大影响,以亚硝基化合物SP-B作塑性膨胀剂较为适宜,掺量以0.02%～0.06%为佳;SP-B塑性膨胀剂通过在压浆料浆体内部释放氮气,产生了均匀、微细的气泡而引发适度的塑性膨胀,有效补偿了浆体的早期体积收缩,且对硬化浆体亚微观结构和力学性能无显著不利影响;掺SP-B塑性膨胀剂的压浆料浆体的早期膨胀过程分为快速膨胀期、缓慢膨胀期和膨胀稳定期三个阶段,进一步复掺UEA膨胀剂,提高了硬化浆体中后期的体积稳定性。

孔道压浆料流动度影响因素的试验研究

孔道压浆料在预应力结构施工过程中起到极为关键的作用,其流动度是保证压浆施工顺利进行的首要条件。试验研究了水胶比、减水剂种类和掺量、水泥品种、矿物掺合料颗粒形貌和粒径分布、搅拌方式及温度等因素对压浆料浆液流动度的影响规律,并从理论上分析了产生这种规律的原因。

组成材料对压浆料物理性能的影响研究

主要研究了矿渣微粉和粉煤灰等矿物掺合料、纤维素醚、乳胶粉、膨胀剂和减水剂等组成材料及其掺量变化对后张法有粘结预应力混凝土孔道压浆料(简称压浆料)物理性能的影响规律,分析了压浆料的内部微观形貌。研究表明,组成材料种类及其掺量变化对压浆料的物理性能的影响规律显著不同。研究结果为利用适当比例的各种材料配制性能良好的压浆料提供了一定参考。

颗粒级配对后张预应力管道压浆料性能的影响

后张预应力管道压浆料的组分中一般都含有矿物掺合料,因此其性能一定会受到掺合料品种、数量、颗粒形貌以及粒度分布情况的影响。试验研究了在单一使用、二元复合及三元复合三种使用情况下,三种矿物掺合料与水泥配制而成的压浆料的粒度特征参数,以及各自条件下对应的压浆料样品的流动度性能。试验结果表明,平均粒径小、颗粒形貌规则程度高且粒径分布在一定范围内的复合体系,其对应的流动度性能最好。

一种高性能压浆料抗折剂的研究与应用

为解决大掺量矿物掺合料压浆料的抗折强度低、脆性大的问题,研发了一种新型压浆料抗折剂,通过单因素试验、正交试验和微观分析,研究了纳米硅灰、超强吸水树脂(SAP)、聚乙烯醇(PVA)对压浆料抗折强度的影响,并确定了各因素的最佳配比。结果表明,各因素对压浆料抗折强度的影响顺序为:纳米硅灰掺量>SAP掺量>PVA掺量,最优组合为:纳米硅灰掺量1%、SAP掺量0.1%、PVA掺量0.3%,此时压浆料的7 d抗压强度最高,达到11.8 MPa。

后张法预应力混凝土梁管道压浆料的研究

对配制预应力梁管道压浆料常用的各种材料进行了对比试验,研究了各组分对压浆料工作性和膨胀性能的影响。

负温铁路用预应力孔道压浆料的试验研究

孔道压浆技术是后张法预应力构件制作工艺中极为关键的步骤,孔道压浆料质量则直接影响预应力构件的整体力学性能以及耐久性能。通过在胶凝体系中引入硫铝酸盐水泥以及羟丙基甲基纤维素(HPMC)、碳酸锂、甲酸钙等复合外加剂,成功配制出在-5℃条件下满足JTG/T F50—2011《公路桥涵施工技术规范》要求的铁路用预应力孔道压浆料。试验结果表明:当硫铝酸盐水泥掺量由10%增大至25%时,压浆料的初始与30 min流动度分别增加10.40 s、15.16 s;当HPMC与硼酸(PS)同掺量条件下,增加聚羧酸减水剂掺量能够明显提高压浆料的初始流动度;碳酸锂能够明显地提高压浆料的早期强度,对压浆料的后期强度影响不大。

石膏对预应力孔道压浆料性能的影响

预应力孔道压浆料的质量对于公路桥梁的安全至关重要。试验通过用石膏等量替代矿物掺合料,借助于XRD测试压浆料水化产物的变化,研究了石膏对压浆料流动性、抗折强度、抗压强度和收缩率的影响。采用SEM测试压浆料微观形貌变化。结果表明,石膏可以大幅度促进水化反应,使得钙矾石的量由少变多,内部结果更加致密,同时会在后期生成硅灰石膏,可以有效避免压浆料后期强度的倒缩现象,从而有效提高压浆料的物理性能。

预应力混凝土压浆料流变性能测试

通过测试在规定的水胶比条件下压浆料的的流动度、坍落扩展度、粘度三个指标的变化规律,给出了压浆料的流动度与坍落扩展度、流动度与粘度的定量关系。结果表明:压浆料的流动度与坍落扩展度,流动度与粘度呈线性变化规律,满足JTG/T F50-2011《公路桥涵施工技术规范》的压浆料流动度指标条件下压浆料的坍落扩展度为356~272 mm,压浆料的粘度为395×10^(-3)~2023×10^(-3)Pa·s,满足TB/T 3192-2008《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》的压浆料流动度指标条件下压浆料的坍落扩展度为308~212 mm,粘度为1325×10^(-3)~3186×10^(-3)Pa·s。坍落扩展度的测试方法简单和方便,有利于实际工程的应用。

负温公路用压浆料的研究与工程应用

研究了在负温环境条件下使用的公路用压浆料的最佳配比。通过单因素试验和正交试验研究了高铝水泥、聚羧酸减水剂、酒石酸、硼酸对压浆料流动性、凝结时间、强度的影响;通过复掺试验研究了碳酸锂、硝酸钙对其流动性、强度的影响,并确定了各组分最佳掺量。结果表明,复配的负温公路压浆料流动性好,无泌水及下沉现象,强度满足应用要求。该负温公路压浆料施工性能良好,现场取样实测Cl-和SO3含量、流动度、凝结时间及3、7、28 d强度均符合JTG/T 3650—2020《公路桥涵施工技术规范》要求。