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%。     

不同外加剂对水泥基灌浆材料流变性能的影响

采用Brookfield公司生产的R/S-SST型流变仪,在固定灌浆料水灰比与减水剂掺量条件下,分别研究了生物胶、缓凝剂、消泡剂在恒定剪切速率与变化剪切速率下对灌浆料料浆表观粘度的影响,同时还对料浆的触变性进行了研究.结果表明,不同条件下测得的流变曲线均符合Herschel-bulkey(n<1)的流体模型,即浆体表征为时变性非牛顿流体.剪切速率不同,外加剂品种及掺量不同,其粘度随时间的变化亦不一样.生物胶、缓凝剂对料浆的触变性影响与消泡剂对料浆触变性影响不同,前两者表现为减小料浆的触变性,而后者增大料浆的触变性.     

现浇磷石膏灌浆料配比的确定

磷石膏是生产磷酸时排放的一种工业废渣,在磷石膏中分别加入磷渣微粉、水泥、熟石灰、,减水剂、缓凝剂,通过实验考察以上各组分对磷石膏物理性能的影响,最终确定配制磷石膏墙体灌浆料的物料配比,以期为实际工程提供参考。     

高贝利特水泥熟料与硅酸盐水泥熟料复合体系的性能研究

实验研究了不同高贝利特水泥(HBC)和硅酸盐水泥(PC)配合比,不同缓凝剂掺量以及不同粉磨细度对HBC-PC复合体系水泥的物理性能的影响。结果表明,HBC与PC混合时,HBC的适宜比例为50%～80%,以50%为最佳。在最佳HBC掺量下,采用二水石膏作缓凝剂,水泥中w(SO3)控制在2.0%～3.0%时水泥具有较好的早期和后期强度;采用硬石膏作缓凝剂,水泥w(SO3)控制在2.0%～3.5%时综合效果较好。当HBC掺量为50%,w(SO3)为2.6%±0.2%时,其复合体系水泥的适宜粉磨细度为320～400m2蛐kg。     

水泥基微膨胀灌浆材料性能研究

利用硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、PC高效聚羧酸减水剂、X型消泡剂、P型缓凝剂等配制高流动度、微膨胀水泥基灌浆材料。讨论了拌合水量、硫铝酸盐水泥掺量、PC高效聚羧酸减水剂掺量对水泥基灌浆材料流动性能及强度的影响。试验表明:水泥基灌浆材料最佳加水量、硫铝酸盐水泥掺量、聚羧酸减水剂掺量分别为14%、3.5%、0.18%;1 d、28 d抗压强度分别达25.3 MPa、78.4 MPa;0 min、30 min流动度分别为320 mm、300 mm,展现出良好的力学及流动性能;3 h、3 h与24 h竖向膨胀差值达0.425%、0.251%,满足GB/T50448―2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》技术要求。     

碳纳米管在超细水泥灌浆料中的应用研究

为改善超细水泥灌浆料的性能,将多壁碳纳米管(MWCNTs)加入超细水泥灌浆料中,测试了其对灌浆料强度、可灌性相关参数,以及灌入混凝土缝隙后黏结效果的影响。结果表明：直径为10～20 nm的MWCNTs在超细水泥灌浆料中的最佳掺量为0.10%(质量分数),此时灌浆料56 d抗折强度、抗压强度、折压比相对于未掺加时分别提高了24.3%、23.4%、7.1%;随MWCNTs掺量增加,灌浆料的流动度降低,黏度增加,需要的灌浆压力增加,即灌浆料的可灌性逐渐降低,但在掺量不高于0.10%(质量分数)时,灌浆料硬化后灌浆区域孔隙率随MWCNTs掺量提高未明显增加,灌浆效果没有明显降低;劈裂抗拉试验结果显示,掺加MWCNTs可使灌浆料与混凝土的黏结性能明显增强。     

电解锰渣用于水泥缓凝剂的生产研究

对废锰渣用于水泥缓凝剂进行了理论分析,试验研究了废锰渣替代石膏作水泥缓凝剂的可行性。结果表明:锰渣部分替代石膏作水泥缓凝剂其凝结时间、安定性、放射性检验均符合国家标准要求;锰渣与石膏掺量总和在6%~7%(质量分数,锰渣掺量不超过5%)比较适宜,实际生产中当锰渣以3%(质量分数)掺入时,可达到较好的使用效果。     

缓凝剂对氯氧镁水泥水化历程的影响

为了拓展氯氧镁水泥(MOC)的使用范围,研究了缓凝剂(柠檬酸、硼酸、葡萄糖酸钠)对氯氧镁水泥凝结时间、抗压强度、电阻率、水化热和耐水性的影响,同时采用X射线衍射仪分析了氯氧镁水泥改性后的水化产物。结果表明,掺入缓凝剂会延长氯氧镁水泥的凝结时间,当缓凝剂掺量达到0.75%(质量分数,下同)时,各组试样的28 d抗压强度较空白组分别下降了19.3%、16.7%和20.2%。缓凝剂的掺入降低了水泥浆体电阻率速率曲线和内部温度曲线的峰值,推迟了水化放热速率曲线第二峰值出现时间,即降低了氯氧镁水泥的水化速率,改善了氯氧镁水泥放热集中的现象。缓凝剂能提高氯氧镁水泥的耐水性,当硼酸掺量为0.75%时,软化系数可达到0.79。     

水泥基无收缩灌浆料试验研究

采用硅酸盐水泥和铝酸盐水泥及二水石膏复合配制水泥基无收缩灌浆材料,研究各组成材料对其各项性能的影响。试验结果表明,所配制的灌浆料具有早强、高强、微膨胀、大流动性,1d、3d、28d强度分别为33.3MPa、49.7MPa、78.1MPa,1d竖向膨胀率为0.031%。     

缓凝剂对水泥与减水剂相容性的影响及其作为助磨剂组分的试验研究

以水泥净浆流动度为评价指标,试验研究了多种常用缓凝剂对水泥与减水剂相容性的影响,结果表明,多数缓凝剂都能不同程度改善水泥与减水剂的相容性,其中白糖和＂六偏磷酸钠＋葡萄糖酸钠（1∶1）＂的效果最好。选取几种相容性效果较好的缓凝剂作为助磨剂组分之一配制的复合助磨剂,试验表明,3种复合助磨剂均能改善水泥与减水剂的相容性且助磨效果优异,其中0.05%型复合助磨剂还显著提高水泥各龄期抗压强度。     

氯氧镁水泥复合缓凝剂的实验研究

以柠檬酸、葡萄糖酸钠、磷酸二氢钠和硼砂为因素,初凝时间延缓值为试验指标进行L_9(3~4)正交试验,初步遴选出复合缓凝剂的主要成分,进而对比了不同类型有机酸和磷酸盐的缓凝效果。结果表明,1∶1的柠檬酸和磷酸三钠复合可以得到各项技术性能指标都优良的复合缓凝剂,且最佳掺加量为氧化镁质量的0.2%,增加酸度可以增加缓凝效果,但是会造成氯氧镁水泥强度的下降。缓凝剂的添加使氯氧镁水泥的水化热峰值温度降低了5℃左右,凝结时间延长了4h。     

电解锰渣部分代石膏作缓凝剂的可行性研究

利用锰渣部分替代石膏作水泥缓凝剂进行了一系列的试验,得出以下结果:锰渣部分替代石膏作水泥缓凝剂在理论和试验方面均是可行的;锰渣与石膏掺量总和在6%～7%(锰渣最高掺量为5%)范围内比较适宜;利用过程中要重视均化与计量工作。     

浆骨比及骨料品种对超细水泥灌浆料流变性能的影响

分别选取铁尾矿砂和石英砂为骨料,配制成不同浆骨比超细水泥灌浆料.以浆体对骨料的填充包裹理论为计算依据,采用R/S流变仪分析了骨料品种及浆骨比对灌浆料粘度、触变性及其经时变化方面流变性能的影响.结果表明:随着富余系数的增大,两种骨料配制的灌浆料均表现出粘度及触变性降低,变化幅度逐渐减小的趋势.当铁尾矿砂富余系数达到1.6,石英砂灌浆料富余系数达到1.8时,粘度和触变性变化率明显减小,曲线出现拐点;富余系数达到2.0时,粘度和触变性趋于稳定;相同富余系数的铁尾矿砂灌浆料和石英砂灌浆料对比,两者的流变特性较为接近;20 min经时流变特性,石英砂灌浆料略优于铁尾矿砂灌浆料.二者流变性能较为接近,用铁尾矿砂替代石英砂配制灌浆料对浆体的流变性能不会产生明显不良影响.     

超细混合水泥灌浆料流动性能探讨

试验研究各掺合料和外加剂对灌浆材料流动性能的影响,确定其最佳掺入量。通过正交实验研究分析各项因素综合作用对灌浆材料流动度影响。研究表明:水灰比0.6,硫铝酸盐水泥掺量5%,粉煤灰掺量20%,硅灰掺量3%,减水剂掺量0.7%,缓凝剂掺量4.5%和消泡剂掺量0.3%时对灌浆材料的30min流动性最为有利。     

白糖和葡萄糖酸钠二元复合对长螺旋咬合桩用超缓凝混凝土性能的影响

为解决咬合桩施工现场超缓凝混凝土的制备问题,探究缓凝剂的作用机理,采用白糖和葡萄糖酸钠按质量比7∶3配制复合缓凝剂,对比一次搅拌和二次搅拌工艺,制备超缓凝混凝土。采用抗压抗折一体化试验机、环境扫描电子显微镜(ESEM)、总有机碳分析仪和等温量热仪测试分析超缓凝混凝土的力学性能、微观形貌、吸附量和水化性能。结果表明,混凝土的凝结时间随着缓凝剂掺量的增加而延长。当缓凝剂掺量为0.38%(质量分数)时,一次搅拌组初、终凝时间分别为31 h和46 h,二次搅拌组初、终凝时间分别为34 h和50 h;当缓凝剂掺量为0.50%(质量分数)时,一次搅拌组初、终凝时间分别为61 h和78 h,二次搅拌组初、终凝时间分别为65 h和84 h。两种掺量下,混凝土56 d抗压强度均达到40 MPa以上,满足两种工况的施工要求。采用二次搅拌工艺制备超缓凝混凝土有助于进一步延长混凝土的凝结时间,改善混凝土拌合物的流动性,但会略微降低混凝土的抗压强度。不同缓凝剂在水泥颗粒表面的吸附能力强弱顺序为:葡萄糖酸钠>白糖-葡萄糖酸钠>白糖>白糖-葡萄糖酸钠后掺。缓凝剂的掺入起到降低水化放热,抑制水泥水化的作用,从而延长混凝土的凝结时间。     

专利配方

聚合物水泥基干粉涂料(CN1388188)本发明公开了一种聚合物水泥基干粉涂料,它的组成为40～52%(重量)的白水泥,33～49%(重量)的石英粉,5～6%(重量)的可再分散乳胶粉,0.2～0.3%(重量)的纤维素醚,0.4～0.5%(重量)的减水剂,3～4%(重量)的超细硅粉,0.4～0.5%(重量)的消泡剂,2～3.7%(重量)的颜料。本发明的聚合物水泥基干粉涂料具有与基层尤其是水泥基面能牢固粘合、涂层不开裂、不易脱落、防水、防腐、耐碱、耐刷洗、耐火、无毒、无味等特点,且基面经喷涂后表面光滑,该聚合物水泥基干粉涂料装饰性强,并具有极佳的性能价格比。     

以脱硫石膏作缓凝剂的水泥及其与高效减水剂的适应性研究

对用脱硫石膏作缓凝剂的水泥的各项性能及其与三种高效减水剂的适应性进行研究，结果表明，与天然石膏相比，脱硫石膏用作水泥缓凝剂，能够提高水泥的强度，增大水泥比表面积，水泥的净浆流动度经时损失比较大，用其配制的混凝土坍落度及扩展度经时损失也较明显。     

装配式建筑用聚合物乳液改性套筒灌浆料的制备及性能研究

本文利用醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液(EVA)、丙烯酸酯乳液(PAE)分别对装配式水泥基套筒灌浆料进行改性,制备了2种聚合物乳液改性套筒灌浆料。研究了聚合物乳液对套筒灌浆料流动度、抗压强度、吸水率、膨胀率、耐久性、拉伸性能和微观结构的影响,并进行了成本核算。结果表明：掺入聚合物乳液能显著改善灌浆料的流动度、抗压强度、吸水率、抗硫酸盐侵蚀和抗冻融侵蚀性能,而且PAE改性的套筒灌浆料的综合性能优于EVA改性;PAE改性能增强灌浆料整体内聚力和密实度,使得灌浆料的膨胀率基本无负面影响且无泌水现象,同时可以增强灌浆料接头的拉伸性能、抗拉强度以及黏结强度。当PAE掺量在0.3%～1.0%(质量分数)时,PAE改性灌浆料性能均满足相应国家标准要求,且制备成本较低。     

缓凝剂对高贝利特硫铝酸盐水泥水化和性能的影响

高贝利特硫铝酸盐(HB-CSA)水泥是一种具有低收缩特性的新型低碳水泥。针对该种水泥凝结硬化不易控制的问题,系统研究了氨基三亚甲基膦酸(ATMP)和葡萄糖酸钠(SG)对HB-CSA水泥水化和凝结硬化的影响。采用等温量热仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了缓凝剂在HB-CSA水泥中的作用机理。结果表明:ATMP可以显著延缓HB-CSA水泥水化进程,延长凝结时间,提高HB-CSA水泥的中后期强度;而SG仅表现出有限的作用。两种缓凝剂与聚羧酸减水剂(PCE)复配可以延迟HB-CSA水泥水化放热速率,抑制钙矾石等早期水化产物的形成,且不同种缓凝剂会使钙矾石呈现出不同的形貌。     

环保型套筒灌浆料的配合比设计及性能研究

选用碱矿渣水泥作为胶凝材料,结合Dinger-Funk方程的最紧密堆积理论,用粉煤灰漂珠作为矿物掺合料,并用铜尾矿砂部分取代天然砂来提高粉体的堆积密度,制备套筒灌浆料。研究了塑性膨胀剂掺量、粉煤灰漂珠掺量、铜尾矿掺量、砂胶比对套筒灌浆料性能的影响,并对最紧密堆积设计配合比进行了验证。结果表明:随着塑性膨胀剂掺量的增加,套筒灌浆料的竖向膨胀率不断增大,流动度增大,1 d和3 d抗压强度降低;随着粉煤灰漂珠掺量的增加,套筒灌浆料的流动度不断增大,而抗压强度不断降低;随着铜尾矿掺量的增加,套筒灌浆料的流动度不断降低,抗压强度先增大后减小;砂胶(质量)比增大时,套筒灌浆料流动度不断降低,抗压强度先增大后减小;质量配合比为塑性膨胀剂掺量0.2%,砂胶比1.1,粉煤灰漂珠掺量12%,铜尾矿掺量13%时(以上均为质量分数),能制出初始流动度340 mm,30 min流动度280 mm,1 d抗压强度37.2 MPa,3 d抗压强度63.0 MPa,28 d抗压强度86.4 MPa,3 h竖向膨胀率为0.20%,24 h竖向膨胀率为0.36%的套筒灌浆料。