新型無機灌漿修復材料的配制與性能優(yōu)化研究.pdf

1、隨著多年來建筑業(yè)的高速發(fā)展，目前我國各類基礎設施和工業(yè)與民用建筑物的存量巨大，由于各種原因所造成的建筑物病害情況也非常嚴重；此外作為文明古國，祖先還給我們留下了大量文物建筑和古跡，經長期環(huán)境影響的作用，也都存在不同程度的破壞與毀損。因此對上述情況進行有效的修復是一項迫切而艱巨的任務。
　　本文正是基于上述客觀需求，尤其是針對文物建筑和古跡修復中的相關特定功能要求，試圖通過較為全面的研發(fā)工作，開發(fā)出與之相適應的新型復合灌漿修復材料品

2、種。主要研究思路是根據材料復合優(yōu)化的技術原理，從可灌性、粘結特性、漿體體積穩(wěn)定性、抗?jié)B性、力學強度及有效抑制泛霜等工作性能的優(yōu)化來展開。研究過程分為三個層面，首先研究不同外摻組分對兩種基礎水泥流動特性的影響；進而通過采用正交試驗研究的方法，分別探索相關因素對不同設計配比試樣的主要物理力學性能和可灌性指標的具體影響，依據相應的評價指標定量分析各種因素影響的主次關系，再通過進一步的驗證研究確定材料體系的最優(yōu)配比方案。與此同時，還對相關配比方

3、案試樣的耐久性及功能特性也進行了相應研究。
　　通過研究外摻物對水泥基礎組分流動特性影響發(fā)現(xiàn)，礦物摻合料的配入都會使相應試樣體系流動度降低，且隨取代量增加，降低趨勢更為明顯，特別是對30min流動度影響顯著。故應嚴格控制相關礦物摻合料的取代范圍，具體而言磨細粉煤灰為20％左右、硅灰為5%左右，偏高嶺土在15%以內。而對于硅酸鹽水泥系復合試樣的配比，硫鋁酸鹽水泥的取代量應嚴格控制在10%以內。
　　正交試驗和優(yōu)化驗證研究所得到

4、兩類修復材料的最優(yōu)配比分別為：①硫鋁酸鹽系最優(yōu)配比為水灰比0.6、粉煤灰取代量15%、偏高嶺土取代量5%和減水劑摻量0.8%；②硅酸鹽復合系的最優(yōu)配比為水灰比0.6、硫鋁酸鹽水泥取代量5%、粉煤灰取代量20%、硅灰取代量3%、減水劑摻量0.7%、緩凝劑摻量4.5%和消泡劑摻量0.3%。
　　根據研究工作所設計的材料耐久性表征指標，發(fā)現(xiàn)以硅酸鹽水泥為基礎的復合體系灌漿修復材料的抗干縮能力和抗?jié)B性能均要優(yōu)于硫鋁酸鹽體系灌漿材料。其內在

5、原因主要是硫鋁酸鹽水泥本身堿度較低，同時早期水化較快，因而在初期水化結構中會存在較多的孔隙。而礦物摻合料組分粉煤灰和偏高嶺土也具有低堿特點，需要在較高的堿性環(huán)境下才能較快并充分水化，因此客觀上決定了其試樣水化物結構密實度相對較差；相反在硅酸鹽復合水泥基試樣體系中，不僅硅酸鹽礦物和C4A3S?礦物能夠相互促進水化，而且硅酸鹽礦物水化會生成大量Ca(OH)2，提高堿度并有效激發(fā)粉煤灰和硅灰的活性，生成各種二次水化產物，進一步填充水化結構的內