矿物掺合料对全机制砂灌浆料的影响研究

试验采用普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥的复合胶凝体系,选用石灰石机制砂作为细集料,制备全机制砂灌浆料。选用硅灰、粉煤灰与石粉作为矿物掺合料,研究矿物掺合料对全机制砂灌浆料流动度、抗压强度与竖向膨胀率的影响,并利用SEM电镜对全机制砂灌浆料进行微观机理分析。研究结果表明:矿物掺合料复掺有利于提高灌浆料的流动性能与力学性能,改善灌浆料的界面过渡区,通过正交试验优化机制砂灌浆料配方,得到的最优矿物掺合料掺量为硅灰5%、粉煤灰6%、矿粉8%。

低温型钢筋套筒灌浆料的配制及性能研究

针对套筒灌浆料在低温环境下早期强度偏低或无强度、膨胀率无法满足标准要求等问题,通过多种外加剂的调配及各组分的优化配置,研制出一种早强、高强、微膨胀的低温型套筒灌浆料,并对其低温下的性能进行研究。结果表明:负温养护会延缓灌浆料强度增长;复配快硬水泥、缓凝剂、Ⅱ型膨胀剂、早强剂及防冻剂的低温型套筒灌浆料在负温养护条件下的抗压强度满足JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》要求;拌和温度升高,增加了负温养护条件下的1 d抗压强度,但对3 d和28 d强度没有产生影响。

装配式建筑柱脚钢纤维豆石灌浆料研究与应用

为了达到装配式建筑柱脚灌浆应用的特种高强、抗裂、无收缩水泥基灌浆料应用要求,研究C60型钢纤维豆石灌浆料。单因素试验研究了豆石、钢纤维对于灌浆料性能影响;单因素试验系统探究矿物掺合料对灌浆料性能影响规律;工程应用研究材料工程适应性。结果表明:(1)豆石在体系中凝结硬化后会使硬化体机构更加密实,抗冲切能力增强。最佳掺量为8.0%。(2)钢纤维掺加会明显提高体系黏度,施工性能变差,但会提高灌浆料后期强度,钢纤维最佳掺量4.0%。(3)矿粉对于后期强度提高明显,28 d抗压强度提高超过3.3%;粉煤灰使初始流动度增大。(4)工程应用得到钢纤维豆石灌浆料初始流动度达到300 mm,28 d抗压强度超过65 MPa,抗压强度富余值超过8.33%。

盾构法同步注浆料研究现状

随着我国城市轨道交通的快速发展,在城市地铁施工建造过程中,对盾构法隧道施工和盾构同步注浆料的需求越来越大,但我国幅员辽阔,不同城市的地质环境有较大差异,决定了盾构同步注浆料需具备不同的工作性能和力学性能,以适应复杂的地质环境。本文阐述了盾构同步注浆料的发展历程,以及现阶段相关标准对盾构同步注浆料的材料要求,并结合国内学者对盾构同步注浆料胶凝材料、矿物掺合料和外加剂的研究,分析了不同种类的盾构同步注浆料配合比对流动度、凝结时间和强度的影响,以期为未来盾构同步注浆料的进一步应用提供参考。

低水敏性套筒灌浆料试验研究

制备了用水量11.5%~13.0%时均满足使用要求的套筒灌浆料。通过正交试验研究了粉煤灰、硅灰、沉珠对套筒灌浆料流动度及早期强度的影响,并确定各材料最佳用量;通过单因素及复掺试验研究了木质纤维和低黏度纤维素醚对套筒灌浆料流动度、强度及水敏性的影响,并确定二者最佳掺量。结果表明,低水敏性套筒灌浆料配比为:P·Ⅰ52.5水泥410 g、粉煤灰10 g、硅灰30 g、沉珠30 g、石膏20 g、40~80目石英砂200 g、80~120目石英砂300 g、消泡剂0.3 g、塑性膨胀剂0.15 g、PC-G2 g、木质纤维0.1 g、MHPC0.005 g,在用水量较低(11.5%)时略低于JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》要求,但满足施工要求,用水量较高(13.0%)时流动度及强度均符合JG/T 408—2019要求。工程应用表明,该套筒灌浆料流动性好,不同用水量均满足施工所需,强度符合JG/T408—2019要求。

矿物掺合料复掺对套筒灌浆料性能的影响

为满足套筒灌浆料基本性能要求,固定水胶比为0.24,胶砂比为1︰1,采用单因素试验,通过改变减水剂与消泡剂掺量,确定了基准配合比,并研究了粉煤灰、硅灰、矿粉两两复掺对灌浆料初始流动度、30 min流动度和各龄期抗压强度的影响规律.结果表明:粉煤灰与矿粉组合对抗压强度影响最小,对灌浆料流动性最有利;硅灰与矿粉组合对灌浆料后期抗压强度影响最大,但硅灰掺量过大时会造成流动性下降.当硅灰掺量为7.5%、矿粉掺量为7.5%时,灌浆料流动性良好,1 d强度为52.4 MPa,3 d强度为76.9 MPa,28 d强度为96.5 MPa.

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。

装配式建筑用灌浆料组成的研究

基于装配式建筑用灌浆料的基本性能要求,从石英砂级配、砂灰比、水灰比、外加剂等角度开展对灌浆料工作性和强度的影响研究,在确定的理想配合比的基础上,通过采用低水灰比净浆包裹骨料的方法,探索进一步提高灌浆料抗压强度的可能。研究结果表明：当石英砂级配为20～40目∶40～70目=1∶0.798、水灰比0.26、聚羧酸减水剂0.4%、四硼酸钠5‰、有机硅消泡剂2‰、羟丙基甲基纤维素0.1‰、硫铝酸钙型膨胀剂4%时,灌浆料满足早期强度高、后期强度高、工作性好、微膨胀、自密实、不泌水、不离析等装配式建筑用灌浆料的要求;通过采取低水灰比净浆包裹石英砂的方法,可进一步提升灌浆料的抗压强度。

水泥矿物成分和掺合料对砂浆脆性的影响

当前对混凝土的抗裂性能提出的要求越来越高。本文结合九·五国家科技攻关课题《提高碾压混凝土抗裂能力的研究》 ,主要从水泥矿物成分和掺合料对抗裂性能的影响进行试验研究分析。在保证混凝土的强度基本不变的情况下 ,外掺水泥矿物成分和掺合料能降低混凝土的弹性模量 ,提高混凝土的极限拉伸值 。

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥基灌浆料性能的影响

为研究矿物掺合料对硫铝酸盐水泥基灌浆料力学性能及流动性能的影响,分别以硅灰、双飞粉、轻质碳酸钙为掺合料制备了硫铝酸盐水泥基灌浆料。在不同水胶比条件下,测试了灌浆料的流动度及不同龄期的抗折、抗压强度。试验结果表明:加入一定量硅灰可以提高灌浆料各龄期强度,但随着硅灰掺量增大,灌浆料流动度降低;加入一定量双飞粉对灌浆料流动度及各龄期强度均有负面影响;加入一定量轻质碳酸钙对灌浆料不同龄期抗压强度有所提高,对流动度及抗折强度没有明显影响。

超高强钢筋接头灌浆料的试验研究

研究了矿物掺合料、硬骨料、高效减水剂等对超高强接头灌浆料各项性能的作用和影响,采用复合膨胀剂提高了该接头灌浆料的早期膨胀性能。通过试验得到了一种28d抗压强度可达110MPa以上、具有较高流动度和理想膨胀率的高强钢筋接头灌浆料。

矿物掺合料对负温套筒灌浆料性能的影响

负温套筒灌浆料可以满足冬季预制构件灌浆连接的施工要求,矿物掺合料对负温套筒灌浆料性能具有积极影响。为了改善负温套筒灌浆料的性能,在常温套筒灌浆料研究的基础上,确定了负温套筒灌浆料的基本配比,并研究了矿粉、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料对负温套筒灌浆料初始流动度、30min流动度和1d、3d、28d抗压与抗折强度的影响。结果表明,三种矿物掺合料对负温套筒灌浆料性能的影响程度为硅灰>矿粉>粉煤灰。

基于响应面法的泥水盾构同步注浆材料性能

泥水盾构隧道在富水高压地层掘进中,同步注浆浆液易逸散流失,为满足注浆要求,需研制出复掺外加剂的高性能注浆材料。以南昌地铁4号线过江盾构隧道工程为依托,在传统外加剂材料的基础上引入纳米材料,选用膨润土(BE)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)与纳米二氧化硅(NS)为复合外加剂组分,采用响应面法,以外加剂掺量为配合比变量,探讨3种外加剂及其交互作用对注浆浆液性能的影响。研究表明:①在对凝结时间影响方面,NS>HEMC>BE,NS具有促凝作用,而HEMC起缓凝作用;在对抗压强度影响方面,HEMC>NS>BE,HEMC与BE不利于抗压强度发展,NS可以显著提高抗压强度;在对抗水分散性影响方面,HEMC>BE>NS,HEMC与BE有利于改善抗水分散性。②NS具有小尺寸、高活性等特点,可以加速水泥水化进程,缩短浆液初凝时间,提高浆体早期强度,对浆液性能起着积极作用。③通过响应面法建立的回归模型与响应曲面,可以很好地反映外加剂对浆液性能的影响,同时能对复掺外加剂的浆液配比进行优化,所制备的新型注浆材料能够满足在富水高压地层盾构隧道施工的注浆要求。

矿物掺合料对钢纤维灌浆料性能影响试验

为研究矿物掺合料对钢纤维灌浆料的流动性能和力学性能的影响,在标准钢纤维灌浆料配合比的基础上探究不同掺量的粉煤灰、超细矿粉、硅灰、微珠对钢纤维灌浆料流动度和抗压与抗折强度的影响,结果表明对钢纤维灌浆料性能影响程度大小依次为:硅灰>超细矿粉>粉煤灰>微珠。

YZ-7复合外加剂及其在设备灌浆中的应用

研制了由高效减水剂、早强剂、膨胀剂、阻锈剂等组成的ＹＺ-７复合外加剂，并将其与４２５Ｒ普通水泥和中砂配制成灌浆材料。应用结果表明，这种灌浆料具有高强、早强、微膨胀、流动性大的特点，对钢材无腐蚀，施工方便，成本低，能较好地满足现场施工的要求。

路基和基层加固注浆材料的研究和应用

选用快硬硫铝酸盐水泥作为注浆材料基体,开展了缓凝剂品种、掺量和矿物外加剂掺量对注浆材料性能影响的研究,确定了路基加固用注浆材料和基层加固用注浆材料的最优配比:缓凝剂宜选用NMS,掺量为2‰;路基加固用注浆材料中1号矿物外加剂掺量为5%;基层加固用注浆材料中1号矿物外加剂掺量为20%。所制备的路基加固用和基层加固用注浆材料能较好地解决传统注浆材料凝结时间不易控制、强度稳定性差等问题,且实际工程应用效果良好。

预应力孔道压浆料的性能影响因素研究

采用自制压浆剂配制预应力孔道压浆料,研究了搅拌参数、水泥品种、水胶比及矿物掺合料种类对压浆料浆体的工作性、膨胀性、力学性能及耐久性能的影响。研究结果表明:适当的高速离心搅拌可有效提高压浆料浆体的流动性及保水性;采用自制压浆剂配制的压浆料可在较大水胶比范围获得较好的工作性能、较高的力学性能及很高的耐久性能,但与水泥品种之间存在适应性问题;矿物掺合料对浆体各方面性能影响差异较大,其中石灰石粉在一定程度上对于提高压浆料浆体的工作性能效果最好。

外加剂对半柔性路面用早强型水泥基灌浆料工作性能的调控

针对大孔隙沥青混合料路面对灌浆材料工作性能要求较高的特点,本文开发了一种半柔性路面用早强型水泥基灌浆料。采用快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥在不同比例下进行复掺,确定了水泥体系的基础配比;通过正交试验,确定了粉煤灰、硅灰、赤泥等矿物掺合料最佳配比。通过在灌浆料体系中复掺减水剂、胶粉、缓凝剂及早强剂外加剂,对灌浆料的工作性能进行了优化调控,最终获得满足性能要求的半柔性路面用水泥基灌浆料。结果表明,灌浆料体系的最优配比为m(快硬硫铝酸盐水泥)∶m(普通硅酸盐水泥)=7∶3,外掺粉煤灰、硅灰、赤泥的量分别为硫铝酸盐-普通硅酸盐复合水泥质量分数的9%、6%、3%,水胶比为0.40,砂胶比为0.25,早强剂、胶粉、减水剂、缓凝剂的掺量分别为0.08%、2.5%、0.35%、0.20%(质量分数),其初始和20 min流动度分别为13 s和19 s,初凝和终凝时间分别为62 min和65 min, 3 h、1 d、7 d和28 d的抗压强度分别为17.08 MPa、18.13 MPa、24.59 MPa和26.19 MPa, 7 d干缩率为0.18%。

矿物掺合料对半柔性路面用水泥基灌浆材料的性能影响

矿物掺合料是半柔性路面用水泥基灌浆材料组分中的一种重要组成部分,为了探究其对半柔性路面用水泥基灌浆材料性能影响规律,采用单掺矿粉、硅灰和微珠三种矿物掺合料,测试了其水泥基灌浆材料流出时间与抗压强度,并借助XRD和SEM分析了矿物掺合料对灌浆材料水化产物组成与形貌的影响。结果表明:分别添加矿粉和硅灰时,二者均有助于改善水泥基灌浆材料力学性能,当硅灰掺量为2.4%时,其2 h、28 d抗压强度分别增加了1.6、9.8 MPa;微珠对改善水泥基灌浆材料流动性能效果明显,当微珠掺量为20%时,其5、20 min流出时间分别降低了10、15 s。3种矿物掺合料对水泥基灌浆材料早期水化产物的物相组成影响较小,单掺微珠和硅灰使硬化浆体更加密实,且微珠对水化产物钙矾石的形貌影响显著。综合分析3种矿物掺合料对水泥基灌浆材料的强度和流动性试验结果,得到矿粉、硅灰和微珠在灌浆材料组成中的最佳掺量分别为5%、1.6%、10%。

水泥基注浆材料析水时变特性量化试验研究

水泥基胶结性材料是注浆工程中最常见的注浆材料,这类材料存在明显的析水效应,获得析水厚度的量化公式有助于提高浆液扩散半径的计算精度。通过试验观察叶腊石粉掺量(0%~35%)、聚乙烯醇掺量(0%~8%)与粉煤灰掺量(0%~90%)3种掺合料在水泥基浆液中的析水过程,获得三者的析水率、结石率、最终析水时间与析水厚度变化情况,认定浆液的析水厚度变化存在一定规律的析水时变特性,并引入皮尔生长曲线模型与幂函数模型,对其进行量化。结果表明:3种掺合料都可以降低析水率,其中,叶腊石粉对水泥基注浆材料析水率的影响程度最大,其次为粉煤灰,最后为聚乙烯醇;3种掺合料都可以增加结石率;叶腊石粉可以有效缩短浆液的最终析水时间,聚乙烯醇在1.5%~8.0%掺量内可以缩短浆液的最终析水时间,粉煤灰在10%~60%掺量内可以缩短浆液的最终析水时间;3种掺合料掺量的变化曲线都呈现半“C”形;采用数学模型对析水厚度数据进行拟合分析,由拟合优度R2评判可知,幂函数模型优于皮尔生长曲线模型,析水厚度变化规律比较符合幂函数模型。研究成果可为改良注浆材料和完善非稳定浆液运移扩散理论提供重要的基础数据。