毕业论文--硫铝酸盐水泥基灌浆料性能的研究

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1、第一章绪论1．1关于灌浆料当前，我国正处于大规模的工程建设中，结构材料作为建筑工程的基础，结构材料的发展和进步往往会使建筑结构工程发生质的变化。随着国家基础建设的快速发展，特别是高层建筑物、大跨度建筑物等特殊建筑工程的增加对灌浆料性能的要求越来越高。对国内灌浆材料的研究，只针对实际工程生产满足性能的要求，而对其组分、以及其性能影响缺乏一定的系统研究，导致灌浆材料的得不到广泛的推广应用。因此，工程中使用的灌浆材料一般来源于其他工程中组分、配比、性能确定的灌浆材料，与自身适应性不高，结果导致灌浆材料普遍存在收缩大、材料均

2、质性差、易泌水、离析严重等问题，从而影响灌浆材料工作性能、以及灌浆构件结构安全性，难于应用于各种重大压浆工程。因此系统、综合的研究灌浆材料各组分对其性能影响，对制备出满足不同工程需要的优良灌浆材料、以及灌浆材料的推广都具有极其重要的意义1.1.1灌浆材料的定义及分类灌浆（grouting）是把适当可凝结浆液灌入裂缝含水岩层、混凝土或松散土层中，从而降低被灌基体的渗透性并提高其强度，延长其使用寿命的方法，通常又称注浆(hijectiongrout)。灌浆涉及多种学科如环境地质学、工程地质学、岩体力学、材料学、化学、矿物

3、结构学、地球物理学、工程机械学等，并且与液压技术、射流技术、电子信息技术等联系十分紧密。众多国外学者认为灌浆是一门依靠长期工程应用经验的“技术(Tec俪que)”，还有另外一部分人认为灌浆是一门“工艺(An)”，并且随着灌浆的发展，许多国内外研究人员提出了“岩土灌浆工程学”等新型概念。灌浆的常用定义分为灌浆材料、作用机理、灌浆目的、灌浆方式四个部分。其中灌浆材料(可凝结浆液)作为灌浆的主要内容，但并不是其实质。灌浆材料的实质是将浆液注入到不同介质的裂缝或者空隙中，通过一系列的化学反应(作用机理)来改善处理对象的性能(

4、灌浆目的)。灌浆方式有很多种，例如机械搅拌、机械压注、喷射切割、气压、以及电动等等。灌浆由于其产生的防渗、补强、加固、增强、堵漏的作用，所以在建筑工程领域中得到了非常广泛的应用。而水泥基灌浆材料的定义，则是指一种由水泥、骨料(或不含骨料)、外加剂和矿物掺合料等原材料，经配制生产而成的具有合理级配的干混料。当加水拌合后具有可灌注的流动性、微膨胀、高的早期和后期强度、不泌水等优良性能。与传统环氧砂浆相比，具有膨胀性好、施工方便的特点，与传统的细石混凝土相比，具有流动性好、强度高、易于施工的特点。灌浆材料针对浆材领域的研究

5、可分为两个方面:水泥浆材和化学浆材。化学浆材的种类可概括为6类，即环氧树脂浆材(环氧浆材)、甲基丙烯酸甲酷浆材(甲凝浆材)、丙烯酞胺浆材(丙凝浆材)、聚氨酷浆材、丙烯酸盐浆材和水玻璃浆材;水泥浆材可分为即干、湿磨细水泥浆材、外加剂改性水泥浆材、水泥一化学混合浆材、粘土水泥浆材、矾土水泥浆材和水泥锚固浆材6大类，并根据各自不同的工作性能，在不同施工环境及性能要求实际工程中得到了广泛的应用。1.1.2水泥基灌桨材料主要成分基灌浆材料的配方因为其所需施工性能而各不相同，但其主要成分大致由以下几部分组成:水泥、集料、高效减水

6、剂、矿物掺合料、保水剂、调凝剂、早强剂、膨胀剂和消泡剂等阵71。可以通过改变不同成分之间的配比来调整灌浆材料的各种性能，这也是本文研究重点之一。①水泥:水泥作为水泥基灌浆材料的主要胶凝材料组分，其品种的选择对灌浆材料的性能起着至关重要的作用。常用的水泥品种有:普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等，或它们之间的复合使用。②集料:集料是灌浆材料中另一个重要组成部分，集料的级配和细度模数会影响灌浆材料的塑性、以及凝结硬化后的力学性能。集料颗粒的形貌对灌浆材料性能也有一定的影响。常用集料包括级配优良的天然砂和石英砂。③

7、高效减水剂:高效减水剂是保证低水胶比灌浆材料具有高流动度的关键因素。高效减水剂减水性能对灌浆材料流动性能影响极大，同时在低水灰比的条件下，保证易于施工，使硬化后的浆体有足够的强度。④矿物掺合料:在灌浆材料中添加适量的粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物掺合料，对灌浆材料的流动性和体积稳定性都能起到很好的效果。目前研究表明矿物掺合料主要表现为微填充效应，形貌效应，比重效应，分散效应。⑤保水剂:保水剂是使大流动度灌浆材料不发生泌水的关键组分，如果灌浆材料发生泌水，会导致灌浆材料与基体出现空隙，影响整体的力学性能与耐久性能。常用保水剂

8、大多为各种纤维素，如甲基纤维素、轻丙基甲基纤维素、轻乙基纤维素等。⑥膨胀剂:膨胀剂使灌浆砂浆产生微膨胀作用以补偿其收缩，保证灌浆材料凝结硬化后在构件中具有饱满填充效果。膨胀剂的主要膨胀来源为形成的钙矾石产生的膨胀。⑦调凝剂:调凝剂分速凝剂和缓凝剂。速凝剂可以加快浆材的凝结硬化，如甲酸钙、碳酸铿、铝酸盐、硅酸钠等。缓凝剂则用来减缓浆材的凝结硬化，