特種修補砂漿的制備與性能研究.pdf

1、無論是年代比較久遠的古代建筑，還是當今世界應用最廣泛的水泥混凝土建筑，都會因為環(huán)境的、人為的或材料本身的原因等而面臨破壞的問題。古建筑代表一個時期的政治、經(jīng)濟、藝術(shù)、建筑、科技等文明，承載著大量珍貴的歷史文化信息，但因為長時間的環(huán)境或人為的影響會顯得比較脆弱，特別需要得到精心的保護和修復。但現(xiàn)代的水泥膠凝材料和單純的氣硬性石灰并不能滿足修補要求，水泥會有與巖土類材料相容性不好的問題，氣硬性石灰又存在強度低、凝結(jié)硬化慢、不耐水等自身的弱點

2、。
　　而水泥混凝土因為受到各種環(huán)境條件，如大氣、水等物理和化學因素或是生物侵蝕作用，在服役期間也會受到不同程度的破壞，這些破壞可能會帶來影響美觀、造成經(jīng)濟損失等問題，給人們的日常生活和生產(chǎn)造成不便，甚至也會帶來安全隱患。如混凝土路面和車間地面的薄層病害，如果用普通的水泥基材料進行修補，會因為養(yǎng)護周期較長而造成交通的不便和停工停產(chǎn)。因此，研究開發(fā)適用于特定修補條件的建筑修補材料是一個亟待解決的問題。
　　本文針對巖土類古建筑

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的特種修補砂漿，一種是石灰-偏高嶺土修補砂漿，另一種是地聚合物快速修補砂漿，并對兩種砂漿的基本性能進行了較為系統(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建筑的修補砂漿。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、水劑來改善砂漿的耐水性，研究桐油和硬脂酸鈣對砂漿強度、反應過程、吸水率和軟化系數(shù)、干燥收縮的影響，并通過 XRD和 SEM對砂漿進行物相分析和微觀形貌觀測。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)達到0.85以上，但桐油和硬脂酸鈣都會降低砂漿的強度。本試驗中砂漿28 d的抗壓強度都在5 MPa以上，達到天然水硬性石灰NHL5的強度等級，滿足修補砂漿的強度要求。桐油和硬脂酸鈣會

5、影響對石灰-偏高嶺土砂漿的微觀形態(tài)和結(jié)構(gòu)有不同的影響。最后，綜合考慮砂漿強度、耐水性等因素，得出本試驗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砂漿。研究分析了不同因素（水玻璃模數(shù)和堿當量、水膠比、礦渣摻量、粉煤灰摻量等）對地聚合物凈漿凝結(jié)時間的影響；設計制備了高（60~70MPa）、中（40~50MPa）、低（15~25MPa）三種強度的地聚合物修補砂漿以適應

6、不同的修補環(huán)境，并分別研究了養(yǎng)護制度、礦渣摻量和粉煤灰摻量對地聚合物砂漿強度的影響；研究了礦渣和粉煤灰摻量對地聚合物砂漿粘結(jié)強度、收縮的影響；通過XRD對地聚合物產(chǎn)物進行物相分析。結(jié)果表明：地聚合物砂漿可以達到不同設計強度的要求，以滿足不同的修補條件，凝結(jié)時間也可達到快速修補的要求；礦渣會縮短地聚合物的凝結(jié)時間，粉煤灰對地聚合物凝結(jié)時間的影響不明顯；礦渣對地聚合物砂漿的強度影響不大，但粉煤灰會使地聚合物砂漿的強度降低；較高的環(huán)境溫度有利