新型無機(jī)灌漿修復(fù)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(guó)各類基礎(chǔ)設(shè)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(yán)重；此外作為文明古國(guó)，祖先還給我們留下了大量文物建筑和古跡，經(jīng)長(zhǎng)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(duì)上述情況進(jìn)行有效的修復(fù)是一項(xiàng)迫切而艱巨的任務(wù)。
　　本文正是基于上述客觀需求，尤其是針對(duì)文物建筑和古跡修復(fù)中的相關(guān)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(yīng)的新型復(fù)合灌漿修復(fù)材料品

2、種。主要研究思路是根據(jù)材料復(fù)合優(yōu)化的技術(shù)原理，從可灌性、粘結(jié)特性、漿體體積穩(wěn)定性、抗?jié)B性、力學(xué)強(qiáng)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(gè)層面，首先研究不同外摻組分對(duì)兩種基礎(chǔ)水泥流動(dòng)特性的影響；進(jìn)而通過采用正交試驗(yàn)研究的方法，分別探索相關(guān)因素對(duì)不同設(shè)計(jì)配比試樣的主要物理力學(xué)性能和可灌性指標(biāo)的具體影響，依據(jù)相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)定量分析各種因素影響的主次關(guān)系，再通過進(jìn)一步的驗(yàn)證研究確定材料體系的最優(yōu)配比方案。與此同時(shí)，還對(duì)相關(guān)配比方

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

4、兩類修復(fù)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(fù)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(jù)研究工作所設(shè)計(jì)的材料耐久性表征指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)以硅酸鹽水泥為基礎(chǔ)的復(fù)合體系灌漿修復(fù)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(nèi)在

5、原因主要是硫鋁酸鹽水泥本身堿度較低，同時(shí)早期水化較快，因而在初期水化結(jié)構(gòu)中會(huì)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(diǎn)，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(jié)構(gòu)密實(shí)度相對(duì)較差；相反在硅酸鹽復(fù)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(jìn)水化，而且硅酸鹽礦物水化會(huì)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(chǎn)物，進(jìn)一步填充水化結(jié)構(gòu)的內(nèi)