Influencing factors and optimization on mechanical performance of solid waste-derived rapid repair mortar

There is a great demand for high performance rapid repair mortar(RRM)because of the wide use of cement concrete.Solid-waste-based sulfoaluminate cement(WSAC)is very suitable as a green cementitious material for repair materials because of its characteristics of high early-age strength and short setting time.However,the influence and optimization of various factors of WSAC-based RRM,such as water-to-RRM ratio,binder-to-sand ratio and additives,as well as the further solid waste replacement of aggregate,remain to be studied.This paper comprehensively studied the influence of the above factors on the performance of WSAC-based RRM and obtained a green high-performance RRM by optimizing these factors.The experimental results showed that the early and late strength of the obtained RRM is excellent,and the setting time and fluidity are appropriate,which reflected good mechanical properties and construction performance.Ordinary Portland cement(OPC)doping could not improve RRM strength.It was feasible to prepare RRM with gold tailing sand replacing part of the quartz sand.This paper provides data and a theoretical basis for the preparation of high-performance RRM based on solid waste,expanding the high value utilization of solid waste,which is conducive to the development of a low carbon society.

水性环氧树脂-聚丙烯纤维改性水泥基快速修补砂浆性能研究

为改善机场道面修补砂浆脆性大和粘结性能差等问题,本文利用水性环氧树脂(WER)、聚丙烯(PP)纤维和硫铝酸盐水泥(SAC)制备出一种快速修补砂浆,并对其工作性能、力学性能、阻尼性能和耐硫酸盐腐蚀性能进行研究。结果表明,PP纤维和WER可显著提高快速修补砂浆韧性和粘结性能,使得快速修补砂浆2 h抗压、抗折强度和粘结强度分别达到22.3,5.1和3.7MPa,满足民用机场规范要求,同时可改善快速修补砂浆的阻尼性能和抗硫酸盐侵蚀性能。

低温养护对环氧树脂基砂浆早期性能的影响及机理

环氧树脂基砂浆是一种快速修补材料,为研究低温养护条件对环氧树脂基砂浆工作性能及早期力学性能的影响,构建了全过程低温环境,分别进行了抗压强度、抗折强度、流动度、凝结时间以及内部温度测试,分析了环氧树脂基砂浆的微观结构。结果表明:环氧树脂基砂浆性能受养护温度影响较大,当养护温度为0℃时,流动度仅为112 mm,但随着温度升高流动度增长较快;低温养护使得砂浆内部热效应减弱,延缓了凝结时间;早期强度也损失显著,0℃时,砂浆养护1 d才形成强度,说明低温环境大大减慢了体系的固化速度。微观分析表明低温养护导致砂浆内部结构疏松,裂缝及孔隙增多,说明固化反应不完全,从而降低了砂浆的性能。当养护温度为20℃时,砂浆内部结构较为致密,宏观结构也表现出较高强度。

无溶剂混凝土快速修复加固环氧砂浆的制备及性能研究

以环氧树脂和多元醇稀释剂为基料,加入合适的固化剂及填料,制备了一种混凝土快速修复加固环氧砂浆。研究了稀释剂的用量、填料类型及用量对环氧砂浆性能的影响。结果表明,稀释剂用量为20%,水泥用量为27%,增稠剂用量为3%,标准砂用量为35%,矿渣用量为14%时,制备的环氧砂浆3 d抗压强度达到28 d抗压强度的80%以上,可以用于混凝土工程的快速修复。

活性矿物细粉及可再分散乳胶粉对快速修补砂浆早期性能的影响研究

针对快速修补砂浆在道路抢修中常出现性能不稳定,导致无法保障2 h快速通车的问题,研究了不同掺量硅灰、粉煤灰、矿粉和可再分散乳胶粉对快速修补砂浆工作性能和早期力学性能的影响规律。结果表明:快速修补砂浆早期强度与硅灰掺量呈正相关,随着矿粉、粉煤灰和可再分散乳胶粉掺量的增加而呈先增后减的发展趋势。掺入6%矿粉对修补砂浆的2 h抗压强度增幅最佳,由32.5 MPa增长至47.5 MPa,增长率达到45%;快速修补砂浆的工作性能与粉煤灰掺量呈正相关,与硅灰、矿粉和可再分散乳胶粉掺量呈负相关。综合考虑工作性能和早期强度,推荐掺量排序为:6%矿粉≥6%硅灰≥6%粉煤灰≥5 kg/m^(3)可再分散乳胶粉。

缓凝剂对快硬修补砂浆性能的影响

以白色双快硫铝酸盐水泥为胶凝材料制备早强快硬修补砂浆材料,研究了缓凝剂种类和掺量、减水剂掺量和和易性调节剂等对修补砂浆工作性能、力学性能、拉伸黏结强度和自由膨胀率的影响规律。结果表明:随着柠檬酸和硼砂掺量的增加,新拌砂浆扩展度呈单峰变化趋势,前者的掺加能有效控制新拌砂浆的可工作时间,而硼砂与该体系的胶凝材料适应性较差;随着柠檬酸掺量增加,硬化砂浆早期抗压和抗折强度均呈逐渐降低趋势;未掺加柠檬酸的硬化砂浆7 d拉伸黏接强度为1.32 MPa,柠檬酸掺量为0.45%的硬化砂浆7 d拉伸黏接强度为0.89 MPa;对于未掺加柠檬酸硬化砂浆的各龄期自由膨胀率均大于掺量为0.45%的硬化砂浆。

聚合物改性硫铝酸盐水泥修补砂浆的耐硫酸盐腐蚀性研究

以快硬硫铝酸盐水泥为基材,利用聚合物乳液对其改性用来制备混凝土修补材料,研究了聚合物乳液的引入对修补砂浆的耐化学腐蚀性能的影响。

应用快修砂浆修补CRTS Ⅰ型板式轨道充填层后轨道结构受力及行车安全评估

CA砂浆层作为板式轨道的一个重要部件,具有支承、调整与缓冲等功能,在自然环境和列车荷载的共同作用下,容易产生伤损。快修砂浆作为一种修补伤损CA砂浆层的材料,需满足在天窗时间内完成修补并达到安全通车条件的要求。基于弹性地基梁体模型和轮轨系统动力学原理,建立了CRTSⅠ型梁体有限元模型和车辆—轨道垂向耦合动力学模型,从轨道结构静力及动力性能两方面对快修砂浆修补后的轨道结构进行了评价。结果表明,砂浆层最大垂向压应力为349.5 k Pa,轮对和转向架的加速度最大值分别为7.53g和0.43g,均在限值范围内,轨道结构的安全性和列车运行安全性可得到保证。

硅灰改性机场道面快速修补砂浆的性能研究

选用快硬硫铝酸盐水泥作为机场道面快速修补砂浆的主要胶凝材料,掺加硅灰为辅助胶凝材料,通过流动度及抗压、抗折强度测试,研究硅灰取代率对砂浆浆体性能及力学性能的影响,进而对优选配比砂浆的长期力学性能、粘结性能、耐磨性及耐久性进行观察分析。结果表明,掺加硅灰有助于改善硫铝酸盐水泥砂浆后期强度倒缩的情况;随硅灰取代率增大,砂浆的抗压、抗折强度先提高后降低;当取代率为11%时,强度有最大值,但浆体性能不佳,取代率为17%时,砂浆性能良好,1 h抗压、抗折强度分别达39.2、5.9 MPa,20 min流动度为258 mm,且具有较高的早期强度及粘结性能,抗压强度后期不倒缩,耐磨、耐久性良好。

水性环氧改性快速修补砂浆的性能研究

研究了水性固化剂种类、聚灰比对水性环氧改性快速修补砂浆性能的影响,考察了水性环氧改性快速修补砂浆的粘结性能和工程应用情况。结果表明,当水性环氧与水性固化剂的固化时间与无机快硬胶凝材料的硬化时间相匹配时,水性环氧改性快速修补砂浆的力学性能最优;随着聚灰比的增大,水性环氧改性快速修补砂浆的抗折强度逐渐提高,而抗压强度则逐渐降低;该快速修补砂浆与干、湿基面均有较高的粘结强度,应用于混凝土表面浅层缺陷的快速修补工程效果良好。

外加剂对无砟轨道快速抢修砂浆性能的影响

研究了不同早强剂和流变改性剂对快速抢修砂浆抗压强度和可工作性能的影响。结果表明:合适的早强剂能够使得快速抢修砂浆具有良好的小时强度;适宜的流变改性剂能够保证快速抢修砂浆具有较好的可工作性能;随着温度条件改变,早强剂和流变改性剂的复配比例也要进行相应的调整,以保证制得的快速抢修砂浆既能具有适宜的可工作性能,又能在短时间内形成结构,实现快速硬化,并且有利于长龄期抗压强度的稳定增长。

浅析快速修补砂浆的配制

文中主要针对混凝土加固修补的需求,及快速修复的特点。对水泥基修补砂浆进行研究。通过调整速凝剂,减水剂还有矿物掺合料的掺量以得到理想的配合比。并对其凝结时间和抗折抗压强度进行分析。

桥梁伸缩缝环氧快速修复材料与工艺

采用新型改性环氧砂浆和相应的新工艺对江夏关山桥伸缩缝进行修复,只需一天即可完成修复并开放交通。新型环氧砂浆固化4h后抗压强度大于5 MPa,能够达到开放交通的要求,并且一天强度可以达到20 MPa。

基于不同快速修补材料的铺装层对混凝土梁抗弯承载力的影响

为研究不同种类快速修补材料铺装层对混凝土梁抗弯承载力的影响,在预制缩尺模型梁上加铺不同种类的快速修补材料,通过有限元模拟与荷载实验研究了6h和28d两个龄期的快速修补材料铺装层对混凝土梁承载能力的影响以及混凝土梁裂缝的发展形态。结果表明:6h龄期的快硬混凝土铺装层与快速修补砂浆铺装层的混凝土梁的极限承载能力分别达到普通C40混凝土梁28d极限承载力的100%和89.5%;28d龄期的快硬混凝土铺装层与快速修补砂浆铺装层的混凝土梁极限承载能力较普通C40混凝土梁分别提高了3%和16.9%;不同快速修补材料与预制梁上表面混凝土粘结程度良好,预制梁与铺装层间未发生脱层及开裂,协同程度较高,有效提高了混凝土梁的有效刚度和结构的抗弯承载力。

不饱和聚酯砂浆的制备及其性能研究

为应对冬季低温条件下有机聚合物砂浆活性低、性能不足的问题,研究了一种不饱和聚酯砂浆的制备方法。通过引发体系的调配实现了低温环境下的有效、可控固化;研究了引发剂、促进剂、填料体系间配比及用量对砂浆可操作时间、施工性、抗流挂性及固化后力学性能的影响,分析了各组分对不同性能的影响机制;并研究了减缩剂等对砂浆收缩率、力学性能的影响,采用发泡微膨胀技术有效调控砂浆的收缩,制备出综合性能较好的低温有机砂浆,具有较高的应用价值。当石英砂为不饱和聚酯用量的1.5倍,白炭黑、引发体系用量分别为不饱和聚酯(UR)质量的12%、3%,并配以UR质量2%的NaHCO_(3)和等当量的乳酸时,体系固化后无收缩,-5℃下抗压强度高于80 MPa,且具有优异的抗流挂性和适宜的施工窗口,具有较好的综合性能。

道路快速修补水泥砂浆组成设计与性能研究

采用超快硬水泥制备水泥混凝土路面快速修补砂浆(Road Repair Mortar, RRM),通过正交试验研究了水灰比、砂灰比和缓凝剂掺量对凝结时间、抗压强度和黏结性能的影响,并采用干缩性能、韧性及抗硫酸盐侵蚀性能测试评价了RRM耐久性能,结合微观形貌和气孔结构探讨了影响机理。结果表明:RRM凝结时间、力学性能和黏结性能的主要影响因素分别是缓凝剂掺量、水灰比和砂灰比;综合考虑砂浆力学性能与黏结性能,推荐出RRM最优配比,即水灰比为0.32、砂灰比为1.5、缓凝剂掺量为0.3%;最优配比下28 d收缩率为0.017 6%,较对照组降低88.72%,开裂风险低;折压比较对照组提升37.5%,韧性得到改善;抗压、抗折抗蚀系数分别为1.04和1.05,抗硫酸盐侵蚀性能有所提升;SEM和气孔结构分析表明,随着龄期增长RRM内部结构趋向完整致密,孔径分布更加均匀,砂浆各项性能得以提升。

水性环氧树脂改性水泥基快速修补砂浆的性能研究

针对水泥混凝土路面早期出现的浅层病害对修补材料高早强及高耐久性需求,利用水性环氧树脂、自制特种胶凝材料和外加剂等进行复合设计,制备出2h抗压和抗折强度分别达到20.0 MPa、4.5 MPa以上,且后期强度不降低的快速修补砂浆,并研究了水性环氧树脂掺量对其力学、收缩和耐磨等性能的影响,在此基础上采用SEM分析了其微观性能。结果表明,在一定范围内提高水性环氧树脂掺量可使砂浆早期抗压、抗折强度降低,而粘结强度和28d抗折强度则明显增大;掺加水性环氧树脂可显著降低砂浆收缩并缩短收缩稳定期,对砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能和耐磨性能有改善作用。SEM结果显示,修补砂浆2h即有大量的水化产物生成,引入适量水性环氧树脂可改善其微观结构。