改性干粉型聚合物水泥砂浆试验研究

本文研究两种不同的可再分散乳胶粉(醋酸乙烯-乙烯共聚物和醋酸乙烯/叔碳酸乙烯酯共聚物)对干粉型聚合物水泥砂浆力学性能、粘结强度、吸水率、干燥收缩的性能影响。结果表明,可再分散乳胶粉的掺量、类型对聚合物水泥砂浆的性能影响较大,力学性能较普通水泥砂浆有明显的提升和改善。可再分散乳胶粉的加入虽然降低了砂浆的抗压强度,但显著提高了抗折强度和折压比,改善了砂浆的柔韧性和抗裂能力;砂浆的干燥收缩、粘结强度和吸水率等性能均有较为明显的改善。

水泥乳化沥青砂浆微观结构演变规律研究

通过EDS、SEM、NMR等试验方法,从微观形貌、水化产物、元素分布、孔隙特征等多角度对多模态数据进行深度融合分析,定性与定量地研究了水泥乳化沥青(CA)砂浆微观结构随沥灰比(A/C)和龄期的演变规律。结果表明,随着A/C增大,CA砂浆由以水泥水化产物为连续相、沥青为分散相的空间结构,转变为以沥青为连续相、水泥水化产物为分散相的疏松多孔空间结构。水泥颗粒和水化产物被沥青裹覆,严重影响了孔隙结构的发育,总孔隙率、最可几孔径逐渐增大,凝胶孔、过渡孔数量减少,大孔数量增多。随着龄期增加,水泥水化产物增多,原本较大的孔隙被分隔为较小孔隙,总孔隙率降低,大孔及毛细孔数量减少,凝胶孔及过渡孔增多,孔隙结构逐渐密实。

超高性能水泥基自流平砂浆的试验研究

为了改善传统混凝土面层找平应用砂浆带来施工效率低、自流平效果差、流动性低的缺陷,试验研究超高性能水泥基自流平砂浆。通过水胶比试验确定最优水胶比;外加剂单因素试验研究对砂浆流动度、强度、黏度等影响;多元胶凝材料体系研究对砂浆性能综合影响,并确定最佳配合体系。试验结果表明:(1)适宜水胶比能够使浆体稳定性提高,最佳水胶比0.25,初始流动度146 mm,28 d抗折强度6.64 MPa,28 d抗压强度26.97 MPa。(2)保水增稠剂改善砂浆泌水及提高均匀度,最佳掺量0.65 g时,砂浆黏度值为1 275 m Pa·s;乳胶粉决定拉伸黏结强度,最佳掺量4.5 g时,拉伸黏结强度值达到1.56 MPa。(3)最佳胶凝材料体系为水泥∶矿渣粉∶粉煤灰∶石膏=340 g∶30 g∶30 g∶30 g,流动度更高,强度不减弱,综合性能指标更优。

双轴受压下水灰比对水泥砂浆氯离子扩散的影响规律

氯离子严重影响混凝土结构的耐久性,为研究水灰比对水泥砂浆氯离子扩散规律的影响,首先对水泥砂浆试块施加指定荷载,并采用快速氯离子迁移系数法(RCM法)测定水泥砂浆氯离子扩散系数,然后通过数字图像处理技术(DIC)、压汞法(MIP)和纳米压痕测定试块的应变云图、孔隙结构特征和界面过渡区力学性能,揭示氯离子扩散机理,最后建立氯离子扩散系数预测模型,并对其进行试验验证。结果表明:在受压应力水平增加时,水泥砂浆氯离子扩散系数先降低后提高,单轴加载的临界应力约为极限荷载的25%,双轴加载的临界应力约为极限荷载的50%;水泥砂浆中的孔隙率随着水灰比的增加而变大,水灰比越大,浆骨之间的界面过渡区厚度越大,硬度和弹性模量越小,对压荷载越敏感,成为水泥砂浆最薄弱的区域;荷载作用前后,无害孔和少害孔的孔隙率变化不大,随着荷载的增大,有害孔的孔隙率有降低趋势,而多害孔的孔隙率有所提升,使得水泥砂浆氯离子扩散系数变大。

多沙河流闸门过流面抗冲磨防护环氧砂浆的研制及性能研究

研制一种适用于多沙河流闸门过流面抗冲耐磨防护的环氧砂浆,通过环氧树脂体系的工作性能初选配方,选用正交试验研究不同因素对环氧砂浆抗压强度和抗折强度影响的显著性,分析胶砂比和水泥掺量对砂浆力学性能的影响,通过核磁共振技术研究不同配比环氧砂浆内部孔径大小和分布情况,并通过高速水下钢球冲磨机测试不同配比环氧砂浆抵抗推移质冲磨的性能。结果表明:胶砂比对环氧砂浆的抗压强度和抗折强度影响显著,随着胶砂比的增加,环氧砂浆的抗压强度和抗折强度先快速增加后有一定程度的回落,当石英砂∶水泥∶环氧树脂为5∶1∶3时,环氧砂浆流动性好,养护7 d后内部孔隙分布均匀,抗压强度为119.0 MPa,抗折强度为42.24 MPa,216 h高速水下钢球法冲磨厚度损失为0.063 mm。结合数据分析,高强高韧环氧砂浆粘结强度高、施工难度小、抗冲磨效果较好,适用于闸门过流面防护。

秸秆灰对砂浆力学性能的影响和微观分析

秸秆灰含有大量的活性SiO2,具有一定的火山灰活性,可以作为水泥掺合料使用。为了探究秸秆灰对水泥砂浆强度的影响,采用秸秆灰作为掺合料制备砂浆进行了试验分析。使用3种不同活化处理方法以提高活性,将秸秆灰按水泥质量的百分比(10%、20%和30%)等量取代水泥掺入到水泥砂浆中,分别对不同龄期砂浆进行抗压、抗折强度试验、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和扫描电子显微镜(Scanning electron microscope, SEM)检测,对其力学性能和微观形貌进行了分析。结果发现,在养护前期秸秆灰会抑制砂浆强度的发展,各组砂浆强度都有不同程度的下降;在养护后期,秸秆灰砂浆强度增长速率提高,其中经过研磨、400℃高温灼烧,并水洗处理后的秸秆灰在掺量为10%时,砂浆强度效果影响明显,60 d龄期时抗压强度高于基准组,达到75 MPa,抗折强度与基准组持平,达到10.4 MPa,会略微降低砂浆的韧性。

水泥砂浆表层溶蚀-冲刷腐蚀失效过程的试验研究

先利用1 mol/L NH4Cl溶液对水泥砂浆环形试件进行静水溶蚀,通过酚酞滴定法和扫描电子显微镜(SEM/EDS)测试溶蚀过程中水泥砂浆试件的溶蚀深度和表层钙硅比,用于表征试件表层的静水溶蚀损伤程度;然后采用自行设计制作的水中水泥砂浆环形试件自旋转冲刷腐蚀装置开展经静水溶蚀的环形试件在不同流速条件下的冲刷试验,以质量损失速率表征水泥砂浆表层冲刷腐蚀性能,分析静水溶蚀损伤程度和流速对试件损伤失效过程及冲刷腐蚀性能的影响。结果表明,在静水溶蚀过程中,试件的溶蚀深度与浸泡时间的平方根成线性关系,表层钙硅比随浸泡时间的增加而减小;在水流冲刷过程中,试件表面剪应力与流速的1.8次方呈线性关系,试件的质量损失速率随流速和表层静水溶蚀损伤程度的增加而增大,且静水溶蚀损伤程度越大,质量损失速率增加越显著。

界面处理对硫铝酸盐水泥修补砂浆黏结性能的影响

基于水灰比对硫铝酸盐水泥(SAC)修补砂浆界面弯拉强度的影响,确定了SAC修补砂浆最佳配合比,并研究了增大粗糙度、不同溶液浸润的界面处理方式对SAC修补砂浆新旧界面弯拉强度的影响。结果表明:SAC修补砂浆的3 d界面弯拉强度随着水灰比的减小逐渐增大,当水灰比为0.35时,SAC修补砂浆界面弯拉强度达到最高,为3.82 MPa;对界面进行粗糙处理可显著提高SAC修补砂浆1、3、28 d新旧界面弯拉强度,相较于界面未进行处理组分别提高了1.03、1.08、0.64 MPa;与粗糙处理方式相比,对界面进行水浸润或碱溶液浸润处理均对SAC修补砂浆的新旧界面弯拉强度不利。

秦岭输水隧洞岩爆塌腔段回填灌浆试验分析

由于引汉济渭工程项目的秦岭输配水隧洞越岭段埋深大、地质结构复杂,在对不良地质洞段的施工开挖过程中,经常发生轻微至强烈岩爆致使洞段发生塌腔,在对塌腔拱部大塌腔部位采用水泥浆回填灌浆方式进行灌注时,单孔注灰量异常偏大,导致施工成本大幅增加。为有效处理强烈岩爆拱部大塌腔部位的空腔情况,保证工程施工质量,同时减少工程投资,选取试验段采用回填砂浆的方式对拱部塌腔回填进行试验分析,通过比较选择出的适合不同岩爆塌腔段落的水泥砂浆配合比和灌浆压力,可为秦岭腹地不良地质洞段隧洞施工开挖设计时,回填灌浆水泥砂浆配合比和灌浆压力的选用提供安全、可靠、经济的参考依据。

水泥改性磷建筑石膏自流平砂浆的制备与性能研究

通过掺入P·O 42.5水泥对磷建筑石膏进行改性,并采用控制变量法研究减水剂、纤维素醚、可再分散乳胶粉及水料比、胶砂比对水泥改性后磷建筑石膏自流平砂浆性能的影响。结果表明,对磷建筑石膏改性的最佳水泥掺量为5%~10%;在水泥掺量为10%,水料比为0.45条件下,减水剂最佳掺量为0.20%~0.25%、纤维素醚最佳掺量为0.10%~0.15%、可再分散乳胶粉最佳掺量为0.05%~0.10%。采用90%磷建筑石膏和10%水泥的胶凝材料、0.36水料比、9:1胶砂比、0.20%减水剂、0.15%纤维素醚、0.05%可再分散乳胶粉,能制备出满足《石膏基自流平砂浆》(JC/T 1023-2021)规范要求的磷建筑石膏自流平砂浆。

温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响

采用三点弯曲法测试了不同温度下水泥乳化沥青砂浆的荷载一挠度曲线，通过对荷载一挠度曲线面积的积分得到了水泥乳化沥青砂浆的断裂能，进而获得了温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响规律；采用扫描电子显微镜观察了水泥乳化沥青砂浆的微观形貌，探讨了温度对水泥乳化沥青砂浆韧性的影响机理．结果表明：在-40～80℃下，随着温度的升高，受弯水泥乳化沥青砂浆出现由脆性断裂至韧性断裂再到柔性断裂的逐次转变．当沥灰比（质量比）为0．30时，水泥乳化沥青砂浆韧性随温度的变化不大；当沥灰比为0．45～0．90时，水泥乳化沥青砂浆韧性随温度的增加先增加后降低，在-10℃左右时砂浆韧性最好．随着沥灰比的增加，水泥乳化沥青砂浆韧性对温度的敏感性逐渐增大．当沥灰比逐渐增加时，水泥乳化沥青砂浆中的沥青形成连续膜；随着沥灰比的继续增加，砂浆中沥青膜厚度增加，从而导致砂浆韧性对温度的敏感性逐渐增强．

免振捣多孔混凝土工作性研究

水是目前造成道路早期损坏的主要原因,排除进入道路结构内部水最有效的措施是设置排水基层。通过研究提出一种免振捣多孔混凝土排水基层,分析了影响多孔混凝土工作性的因素,并进一步提出适宜的工作性评价方法-富余浆量法和评价指标-富余浆量比。以富余浆量比为指标,采用多因素正交设计试验,根据极差分析和方差分析进行数据分析,得到评价指标富余浆量比的回归公式。结果证明,富余浆量法可以较好地评价免振捣多孔混凝土的工作性。

聚丙烯纤维参数对水泥砂浆干缩率的影响

研究了聚丙烯纤维参数对水泥砂浆干缩率的影响.结果表明:三叶形聚丙烯纤维的掺加能够减小水泥砂浆的干缩率;随着三叶形聚丙烯纤维掺量的增大,水泥砂浆干缩率呈先减小而后增大的趋势,在掺量为0.20%(体积分数)时达到最低.聚丙烯纤维长度、细度、表面改性方法及截面形状等对水泥砂浆的干缩率也都有所影响.在所研究的几种聚丙烯纤维中,聚丙烯纤维长度越大、细度越小、比表面积越大,相应水泥砂浆的干缩率越小.

砂浆配比对水分蒸发和塑性收缩裂缝的影响

以混凝土小砌块为基板,研究了不同配比砂浆表面的水分蒸发和塑性收缩裂缝情况,结果表明:随着胶砂比和水胶比的减小,水分蒸发总量和水分蒸发速度逐渐减小,塑性收缩裂缝出现较早,裂缝数量及裂缝总权值均有所减小;掺加聚丙烯纤维后砂浆表面的水分蒸发总量和水分蒸发速度等都有所下降,塑性收缩裂缝出现较晚,裂缝数量和裂缝总权值也显著减少;砂浆表面的水分蒸发越快、蒸发量越大,砂浆越容易出现塑性收缩裂缝,且裂缝总量也较大;当砂浆表面水分蒸发速度小于0.7 kg/(m2.h)时,砂浆不会产生塑性收缩裂缝.

水泥砂浆的PVA改性机理研究

为了探讨聚乙烯醇（PVA）对水泥砂浆性能的影响，把片状PVA制成水溶液，掺入水泥砂浆中；运用常规的检测方法和现代的测试技术（如SEM、XRD等），对形成的复合砂浆性能及相关机理进行测试和研究。其结果表明iPVA水解并与水泥水化物反应生成一种薄膜质的水化物；聚灰比（P／C）在（0．05％-0．10％）范围内，水泥砂浆本体内形成了有利的有机-无机复合基质薄膜，使硬化砂浆微观结构显著改善，密实性提高，机械强度明显增加。根据综合优选，在水泥砂浆中PVA最佳掺量是P／C=0．05％。

水泥乳化沥青砂浆毛细吸水性研究

采用ISAT方法测定水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)的毛细吸水速率,研究固灰比(A/C)、孔隙率、试件干密度及拌合物含气量对CA砂浆毛细吸水性的影响。试验结果表明,CA砂浆的总孔隙率影响其强度,而CA砂浆的毛细孔特性才是其毛细吸水性的决定因素;增加固灰比、提高新拌砂浆的含气量、减小砂浆干密度及降低砂浆的毛细孔隙率均可降低CA砂浆的毛细吸水速率;阳离子乳化沥青砂浆的强度及毛细吸水速率均高于阴离子乳化沥青砂浆。

三种方法表征丁苯乳液水泥砂浆韧性的对比

采用横向变形、压折比和抗冲击性能这三种方法研究了灰砂比和丁苯乳液对水泥砂浆韧性的影响.结果发现,丁苯乳液可以明显改善水泥砂浆的韧性,尤其对灰砂比为1∶2(质量比,下同)水泥砂浆的改善效果更显著.横向变形试验表明,丁苯乳液的掺入使水泥砂浆的最大荷载先增后减,横向变形和断裂能持续增加,且在最大荷载下降阶段增加得更快.掺加丁苯乳液明显提高了灰砂比为1∶3水泥砂浆的抗压强度和抗折强度,降低了水泥砂浆的压折比,灰砂比为1∶2,1∶3水泥砂浆的压折比分别在乳液掺量大于10%和15%后降低到3以下.丁苯乳液明显改善了水泥砂浆的抗冲击性能,使其冲击破坏能量显著提高,尤其是灰砂比为1∶2的水泥砂浆.比较发现,丁苯乳液水泥砂浆的横向变形在韧性较大时最为敏感,其压折比在韧性较小时比较敏感,而其抗冲击性能在整个试验范围内的敏感程度都较大.

水灰比和聚灰比对改性砂浆性能和微观结构的影响

将核壳比为50/50的聚丁二烯接枝聚苯乙烯(PB-g-PS)胶乳用于改性水泥砂浆,考察了聚灰比(聚合物对水泥的质量比)和水灰比(水对水泥的质量比)对改性水泥砂浆的流动度、抗压和抗折强度以及水吸收速率的影响.结果表明:改性砂浆的流动度随水灰比和聚灰比的增加而增加;胶乳能显著降低改性砂浆的毛细孔吸水率;改性砂浆的抗压强度降低,但当水灰比较低时,部分改性砂浆的抗折强度有所提高.微观结构分析表明:改性砂浆的结构更加致密,从而有利于性能的提高.

水灰比对水泥砂浆高应变率下动态抗压力学性能影响的试验研究

为了研究水灰比对高应变率下水泥砂浆动态抗压力学性能的影响,利用分离式Hopkinsin压杆(SHPB)装置对不同水灰比(0.4、0.5和0.6)的水泥砂浆试件进行了单轴动态抗压试验研究;应变率范围为(39.4～209.4)s-1。同时进行了静态加载试验。试验结果表明,水泥砂浆的单轴抗压强度随着应变率的增大而增大,随水灰比增大,动态抗压强度值随应变率提高而增大的越缓慢;动态抗压强度提高因子DIF随应变率的增加而增大的速度随着水灰比的增加而降低。高应变率下,水泥砂浆试件的峰值压应变与极限压应变随着应变率的增大而增大,水灰比对峰值压应变值与极限压应变值的影响不大。

水泥砂浆桩无侧限抗压强度影响因素正交试验研究

通过正交试验方法,研究掺砂量、砂的细度模数、水泥掺入比和土样含水率等因素对水泥砂浆桩无侧限抗压强度的影响,分析各因素的敏感性及各水平的效应。试验结果表明,水泥掺入比敏感性最大,其次是含水率,较小的是砂的细度模数和掺砂量。水泥砂浆桩无侧限抗压强度随着水泥掺入比的增大而增大,随着含水率增大而减小,掺砂量存在一个最优值。