硫铝酸盐水泥基灌浆材料结构与性能的研究

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1、济南大学硕士学位论文摘要尽管新技术、新材料不断发展，可是在基础处理及大坝防渗、补强等工程中，水泥灌浆仍然在技术上、经济上保持着最为重要的地位。特别在我国重大基础工程、桥梁、高速铁路、码头、机场、大坝、隧道等重要工程的全面兴建中，水泥灌浆技术被更广泛地应用，市场潜力很大。硫铝酸盐水泥作为一种特种水泥材料，具有水化硬化速度快，早期强度高，良好的抗海水腐蚀能力，与硅酸盐水泥之间有很好的化学兼容性，水化时体积发生微膨胀，低碱度等优良特性，适用于抢修抢建、早强、抗渗和抗硫酸盐腐蚀等混凝土工程。本论文以硫铝酸

2、盐水泥为基本材料，辅以细骨料、减水剂、矿物掺合料等材料研制硫铝酸盐水泥基灌浆材料。主要从水泥基灌浆材料工作性能、力学性能出发，分析高效减水剂、集料、矿物掺合料、配合比等对性能的影响，解决大流动性和浆体稳定性、早强和缓凝、，收缩和膨胀、高效减水剂的掺入和灌浆料经时损失等四对矛盾，确定最佳的优化配合比。对灌浆料膨胀干缩性能、微观形貌等进行分析研究，并研究硫铝酸盐水泥基灌浆材料的流变性能，建立符合其性能的流变模型。研究结果表明：高效减水剂(萘系、氨基磺酸盐系、聚羧酸系等)对硫铝酸盐水泥有着不同的兼容性，

3、饱和点掺量分别为2．50％，1．20％，0．60％，初始流动度分别为250mm、290mm和270mm，经时损失分别为lOmin、25min和40min。其中聚羧酸系高效减水剂对硫铝酸盐水泥兼容性最好，其饱和点最低，经时损失最小。矿渣、粉煤灰、灰砂比等因素对硫铝酸盐水泥基灌浆料综合性能同样具有很大影响。通过对灌浆料影响因素分析，利用灰色关联分析方法对经验配合比进行优化分析，得到结论：水灰比、矿渣用量是影响灌浆料流动性能的主要因素，水灰比和砂灰比是影响早期抗压强度的主要作用。模拟值相对误差绝对值平均

4、值为4．61％，预测精度为I级。进一步采用均匀性试验，通过逐步回归计算，得到回归模型。最佳的配合比范围：水灰比取0．38"-'0．42，矿物掺合料取20％，砂灰比取0．8"-'1．2，制成硫铝酸盐水泥基灌浆材料最佳配比实例：砂灰比S／C-1．2。此灌浆料流动度值280mm，ld、3d、28d抗压强度分别为48MPa、62MPa、75MPa。28d膨胀率值为0．2x104，属水泥基微膨胀灌浆材料，显示了良好的灌浆性能。对流变性能的研究结果显示：高效减水剂、矿物掺合料是决定性的影响因素，聚羧酸系高效减

5、水剂的掺量从O．4％增加到O．6％，其粘度从1．75Pa．s降到1．09Pa．s，硫铝酸盐水泥基灌浆材料结构与性能的研究当掺量增加到O．8％时，粘度r70反而增大到1．20Pa．S’即当掺量超过饱和掺量后减水效果反而变差，甚至增加浆体的粘度。低掺量粉煤灰对浆体粘度影响不大，掺量超过20％，粘度急剧增加；矿渣的掺入对浆体流动性不利，且随矿渣掺量增加，粘度一直增大。通过对数据曲线进行拟合分析，得出硫铝酸盐水泥基灌浆材料的流变模型为：lg(r一％)=lgK+nlg矿，该模型与赫切尔-巴尔克莱流体相关系数

6、大于0．98，具有很好的相关性，属于触变型流体。关键词：灌浆材料；硫铝酸盐水泥；抗压强度；流动度；流变模型II济南大学硕士学位论文ABSTRACTIndespiteofthecontinuallydevelopmentofnewtechnologyandnewmaterial，cementgroutingkeepsimportantstatusonthetechnologyandeconomyintheprojectoffoundationprocessing，damseepagecontrola

7、nddamreinforcement．Cementbasedgroutingmaterialsareextensivelyusedintheprojects，suchasinfrastructureprojects，bridgereinforcement，high—speedrail，portsairports，hydroelectricdams，tunnels，culverts，protectionofnationaldefense，waterresources，seaandsandcontro

8、landotherimportantlargeprojects．SulphoaluminatecementhasbetterpropertiesthanPortlandcement，hi曲strength,fasthardening，corrosiveresistance，frostresistance，expansivepropertyandSOon．Itissuitsforwaterproofingbuilding，repairingandanti-corrodingproje