特種修補(bǔ)砂漿的制備與性能研究.pdf

1、無(wú)論是年代比較久遠(yuǎn)的古代建筑，還是當(dāng)今世界應(yīng)用最廣泛的水泥混凝土建筑，都會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的、人為的或材料本身的原因等而面臨破壞的問(wèn)題。古建筑代表一個(gè)時(shí)期的政治、經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)、建筑、科技等文明，承載著大量珍貴的歷史文化信息，但因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的環(huán)境或人為的影響會(huì)顯得比較脆弱，特別需要得到精心的保護(hù)和修復(fù)。但現(xiàn)代的水泥膠凝材料和單純的氣硬性石灰并不能滿(mǎn)足修補(bǔ)要求，水泥會(huì)有與巖土類(lèi)材料相容性不好的問(wèn)題，氣硬性石灰又存在強(qiáng)度低、凝結(jié)硬化慢、不耐水等自身的弱點(diǎn)

2、。
　　而水泥混凝土因?yàn)槭艿礁鞣N環(huán)境條件，如大氣、水等物理和化學(xué)因素或是生物侵蝕作用，在服役期間也會(huì)受到不同程度的破壞，這些破壞可能會(huì)帶來(lái)影響美觀(guān)、造成經(jīng)濟(jì)損失等問(wèn)題，給人們的日常生活和生產(chǎn)造成不便，甚至也會(huì)帶來(lái)安全隱患。如混凝土路面和車(chē)間地面的薄層病害，如果用普通的水泥基材料進(jìn)行修補(bǔ)，會(huì)因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)周期較長(zhǎng)而造成交通的不便和停工停產(chǎn)。因此，研究開(kāi)發(fā)適用于特定修補(bǔ)條件的建筑修補(bǔ)材料是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
　　本文針對(duì)巖土類(lèi)古建筑

3、和現(xiàn)代的水泥混凝土建筑，以偏高嶺土為基本材料，分別采用熟石灰和水玻璃作激發(fā)劑，制備了兩種適用于表面修補(bǔ)的特種修補(bǔ)砂漿，一種是石灰-偏高嶺土修補(bǔ)砂漿，另一種是地聚合物快速修補(bǔ)砂漿，并對(duì)兩種砂漿的基本性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　以石灰和偏高嶺土（比例為3:2）為主要膠凝材料，制備了一種適用于巖土類(lèi)建筑的修補(bǔ)砂漿。用桐油（摻量分別為1％、3%、5%）和硬脂酸鈣（摻量分別為0.5%、1.5%、2.5%）兩種防

4、水劑來(lái)改善砂漿的耐水性，研究桐油和硬脂酸鈣對(duì)砂漿強(qiáng)度、反應(yīng)過(guò)程、吸水率和軟化系數(shù)、干燥收縮的影響，并通過(guò) XRD和 SEM對(duì)砂漿進(jìn)行物相分析和微觀(guān)形貌觀(guān)測(cè)。結(jié)果表明：桐油和硬脂酸鈣能夠顯著提高石灰-偏高嶺土砂漿的耐水性，可使吸水率下降至2.5%以下，軟化系數(shù)達(dá)到0.85以上，但桐油和硬脂酸鈣都會(huì)降低砂漿的強(qiáng)度。本試驗(yàn)中砂漿28 d的抗壓強(qiáng)度都在5 MPa以上，達(dá)到天然水硬性石灰NHL5的強(qiáng)度等級(jí)，滿(mǎn)足修補(bǔ)砂漿的強(qiáng)度要求。桐油和硬脂酸鈣會(huì)

5、影響對(duì)石灰-偏高嶺土砂漿的微觀(guān)形態(tài)和結(jié)構(gòu)有不同的影響。最后，綜合考慮砂漿強(qiáng)度、耐水性等因素，得出本試驗(yàn)中桐油和硬脂酸鈣的最佳摻量分別為5%和1.5%。
　　以堿激發(fā)偏高嶺土為主要膠凝材料制備了不同系列的地聚合物修補(bǔ)砂漿。研究分析了不同因素（水玻璃模數(shù)和堿當(dāng)量、水膠比、礦渣摻量、粉煤灰摻量等）對(duì)地聚合物凈漿凝結(jié)時(shí)間的影響；設(shè)計(jì)制備了高（60~70MPa）、中（40~50MPa）、低（15~25MPa）三種強(qiáng)度的地聚合物修補(bǔ)砂漿以適應(yīng)

6、不同的修補(bǔ)環(huán)境，并分別研究了養(yǎng)護(hù)制度、礦渣摻量和粉煤灰摻量對(duì)地聚合物砂漿強(qiáng)度的影響；研究了礦渣和粉煤灰摻量對(duì)地聚合物砂漿粘結(jié)強(qiáng)度、收縮的影響；通過(guò)XRD對(duì)地聚合物產(chǎn)物進(jìn)行物相分析。結(jié)果表明：地聚合物砂漿可以達(dá)到不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，以滿(mǎn)足不同的修補(bǔ)條件，凝結(jié)時(shí)間也可達(dá)到快速修補(bǔ)的要求；礦渣會(huì)縮短地聚合物的凝結(jié)時(shí)間，粉煤灰對(duì)地聚合物凝結(jié)時(shí)間的影響不明顯；礦渣對(duì)地聚合物砂漿的強(qiáng)度影響不大，但粉煤灰會(huì)使地聚合物砂漿的強(qiáng)度降低；較高的環(huán)境溫度有利