一种大流动性预应力孔道压浆料的试验研究

作     者：许东 

作者单位：山东建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马正先;常青山

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：大流动性 压浆料 掺合料 石膏 

摘      要：近年我国基础设施建设突飞猛进,公路和铁路的桥梁比例增大,后张预应力桥梁的使用更为广泛。而后张预应力孔道压浆对于确保后张预应力桥梁质量非常关键,良好的孔道压浆可以大大提高桥梁的安全性和耐久性。但是,现在市场上的压浆料存在流动性不足、泌水离析、性能低、抗压强度以及抗折强度低等缺点,针对这些缺点与工程要求需要,急需研制一种大流动性且其他性能优异的预应力孔道压浆料以满足工程的实际要求。通过研究聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂和氨基磺酸盐系四种减水剂对预应力孔道压浆料流动性的影响,发现聚羧酸减水剂在小掺量时可以保持压浆料的大流动性,压浆料不泌水,不离析,且采用压汞法试验得出聚羧酸减水剂可以有效改善压浆料各龄期的孔结构,使其内部更加密实,强度进一步提高。在确保压浆料具有大流动性的基础上,对分别掺入超细粉煤灰、超细矿粉、微珠三种矿物掺合料进行单因素试验研究,研究表明,微珠对于压浆料的初始流动性以及一小时的流动性影响最大,但是对于压浆料的强度起着不利影响,并且微珠掺量过多,会引起压浆料表面泛黑,产生泌水现象;超细矿粉对于压浆料的抗压强度起着积极影响,可以有效避免压浆料前期强度的降低;超细粉煤灰可以有效提高压浆料的流动度以及后期抗折强度,但压浆料前期抗压强度降低。试验表明,通过矿物掺合料的复掺,可以综合性改善压浆料的性能。试验研究发现,无水石膏的加入对于压浆料的流动性以及其他性能的提升起到了很大作用,当石膏的掺量在一定范围内时,压浆料的流动性会加快,并且压浆料的抗压和抗折强度也得到了提升。掺加石膏的压浆料后期不收缩,且能显著改善压浆料在3 h和24 h的自由膨胀率。借助于XRD测试和TG/DTG定量分析表明,石膏可以大幅度促进水化反应,使得水化产物量增多,钙矾石的量由少变多,内部结构更加致密,同时会在后期生成硅灰石膏,可以有效避免压浆料后期强度的倒缩现象,有效提高压浆料的物理性能。SEM测试发现,当石膏掺量在2%时,水化硅酸钙凝胶在早期向着高密度的水化硅酸钙凝胶发展,水化反应的速率加快,使得压浆料在早期水化更加充分。