硫鋁酸鹽水泥基特種預(yù)拌砂漿的研究.pdf

1、硫鋁酸鹽水泥砂漿具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、耐腐蝕、低堿度和微膨脹等性能特點(diǎn)，在高耐久性要求的鹽堿地區(qū)、寒冷地區(qū)及海工工程、快速修補(bǔ)等特殊工程中具有廣闊的應(yīng)用空間。但硫鋁酸鹽水泥凝結(jié)時間不易控制，滿足施工要求所需凝結(jié)時間與獲得較高早期強(qiáng)度、特別是小時強(qiáng)度的矛盾關(guān)系，其配制的水泥砂漿與改性劑相容性等問題限制了硫鋁酸鹽水泥砂漿的推廣應(yīng)用。預(yù)拌砂漿由于產(chǎn)品性能穩(wěn)定、可控，且環(huán)保等特點(diǎn)使其成為砂漿發(fā)展的方向，但硫鋁酸鹽水泥基預(yù)拌砂漿的研究尚未見報(bào)道，本課題

2、旨在開發(fā)一種新型、質(zhì)量穩(wěn)定且耐侵蝕的硫鋁酸鹽水泥特種預(yù)拌砂漿。
　　 課題在研究緩凝劑BR和早強(qiáng)劑LA對硫鋁酸鹽水泥的凝結(jié)時間和凈漿強(qiáng)度發(fā)展的影響基礎(chǔ)上，利用HPMC、淀粉醚、復(fù)合組分、膠粉和膨潤土等改性劑對硫鋁酸鹽水泥砂漿進(jìn)行改性，進(jìn)一步采用正交試驗(yàn)對硫鋁酸鹽水泥預(yù)拌砂漿進(jìn)行改性優(yōu)化。并以砂漿強(qiáng)度及Ca2+溶出量作為評價指標(biāo)進(jìn)行耐侵蝕實(shí)驗(yàn)，借助XRD和SEM等測試手段進(jìn)行機(jī)理分析。研究結(jié)果如下:
　　 (1)以BR與L

3、A配制的復(fù)合調(diào)凝劑可有效調(diào)控硫鋁酸鹽水泥的初凝時間，大幅縮短初凝終凝時間差，而且能在一定程度上促進(jìn)硫鋁酸鹽水泥各齡期強(qiáng)度，并能有效避免砂漿后期強(qiáng)度倒縮的問題，但LA的摻量不宜超過0.10％;通過回歸分析，建立了硫鋁酸鹽水泥凝結(jié)時間與調(diào)凝劑配比之間的數(shù)學(xué)模型;微觀測試結(jié)果表明，調(diào)凝劑明顯改變了硫鋁酸鹽水泥水化進(jìn)程。
　　 (2) HPMC等改性劑對硫鋁酸鹽水泥砂漿工作性能的影響結(jié)果表明，HPMC能顯著提高硫鋁酸鹽水泥砂漿的保水率，

4、明顯降低砂漿的2h稠度損失率，且大幅提高砂漿的抗?jié)B性;相比于高粘度HPMC，低粘度HPMC對砂漿的作用效果更好;10w粘度HPMC的最優(yōu)摻量為水泥質(zhì)量的0.10％;形貌分析發(fā)現(xiàn)，HPMC起到了延緩水泥早期水化進(jìn)程，并明顯改變了水化產(chǎn)物的形貌。
　　 (3)通過正交實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行極差分析及回歸分析，得到砂漿的工作性能與HPMC、淀粉醚、膠粉和膨潤土因素?fù)搅恐g的關(guān)系式。在配比優(yōu)化的基礎(chǔ)上，加入減水劑，與萘系減水劑相比，聚羧酸減水劑與

5、改性砂漿的相容性較好，而膠粉和膨潤土與減水劑的相容性較差。聚羧酸減水劑能顯著改善A2B2C1D1改性砂漿的各項(xiàng)性能，其飽和摻量為0.15％，減水率為12.9％。
　　 (4)對于硫鋁酸鹽水泥普通砂漿，各侵蝕溶液中大部分砂漿的抗折強(qiáng)度均有不同程度地提高，而抗壓強(qiáng)度普遍降低。隨著侵蝕溶液濃度的增大，抗壓強(qiáng)度逐漸降低。砂漿抗折抗蝕系數(shù)在0.92～1.51之間，抗壓抗蝕系數(shù)在0.81～1.06之間。硫鋁酸鹽水泥普通砂漿中Ca2+溶出量變

6、化規(guī)律:①同種侵蝕介質(zhì):10.0％＜3.0％＜0.3％＜0％，②相同侵蝕液濃度:H2O＞MgSO4＞MgCl2＞Na2SO4＞NaCl;28d時各侵蝕液中Ca2+濃度范圍為0.02～0.08 mg/ml。XRD分析結(jié)果表明，侵蝕溶液促進(jìn)硫鋁酸鹽水泥普通砂漿生成了更多的AFt。
　　 (5)對于硫鋁酸鹽水泥改性預(yù)拌砂漿，各侵蝕溶液中砂漿的抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度普遍有不同程度的升高;預(yù)拌砂漿的抗折抗蝕系數(shù)在0.90～1.66之間，抗壓抗